Deformação em cascas cilíndricas sob esforços radiais

Abstract

A presente dissertação tem o objetivo de contribuir para o estudo da deformação de cascas cilíndricas submetidas a forças radiais generalizadas. Estas forças são numericamente modeladas recorrendo a modelos semi-analíticos e elementos finitos. Inicialmente é efetuado um estudo sobre as técnicas utilizadas e o trabalho já desenvolvido nesta área assim como técnicas de ensaios experimentais com incidência na extensometria. Na parte do trabalho relativo à solução proposta, é efetuada uma modelação em elementos finitos para análise das tensões e deslocamentos utilizando o programa Abaqus + CATIA®. Os resultados obtidos são verificados pelas normas BSI 5500 para o caso de aplicação de carga sobre áreas e linhas. A importância de desenvolver uma solução de cálculo simples, levou à elaboração de um programa tendo em conta as séries de Fourier, denominada por formulação trigonométrica. Por fim, é efetuada uma experiência com um tubo de aço inox, em que é medido o deslocamento e as deformações, sendo estes resultados comparados com as soluções anteriormente enunciadas. Todos os resultados são analisados sendo calculados os desvios inerentes aos diferentes métodos de cálculo e apresentada a gama de condição favoráveis ao projeto deste tipo de estruturas.

This dissertation describes contributions for the deformation analysis of cylindrical shells subjected to generalized radial loads. To model the effect of such loads on the structure, semi-analytic techniques were applied to approach the expected displacement field and the so obtained results were compared with the shell finite element discretization (ABAQUS and Catia®) of the thin walled cylinder. The work is complemented with the verification by an experimental process where the cylinder deformation is analyzed with electrical strain gages after subjecting a thin walled cylinder to radial loads. The results are compared with specifications included in the BS5500 design codes only devoted to the stress and deformation analysis of radial loaded cylinders.