Simulação numérica do comportamento não-linear de placas planas com perfurações quadradas sob compressão uniaxial em estruturas navais e offshore

Resumo

Placas são elementos estruturais de superfície plana, cuja espessura é pequena quando comparada com as outras dimensões. Tem imensa aplicabilidade na engenharia devido ao seu desempenho estrutural quando solicitada à flexão, elevada relação resistência-peso e facilidade de descrição do seu comportamento mecânico devido aos eficientes métodos analíticos de cálculo. Estes tipos de estruturas podem ser delimitados por enrijecedores e constituem parte integrante de estruturas de navios, plataformas de petróleo offshore, comportas e docas flutuantes, por exemplo. Em estruturas navais, perfurações são comuns para a abertura de acessos, manutenção ou mesmo redução do seu peso total. Estas perfurações influenciam na máxima resistência desses elementos, pois ocorre uma alteração no comportamento mecânico da estrutura, devido à redistribuição das tensões ao longo da placa. Para o estudo do comportamento mecânico de placas com perfurações quadradas, foram realizadas análises inelásticas para a flambagem empregando-se o método dos elementos finitos. A amostra possui 120 placas em que a largura é mantida constante e o comprimento e espessura da placa e o lado do furo quadrado centralizado foram variados.  A modelagem computacional foi realizada através do software ANSYS e foi possível determinar a carga última de resistência para cada caso, permitindo analisar a influência do tamanho do furo, da esbeltez e do comprimento da placa em sua capacidade de carga.