Modelagem computacional aplicada à flambagem elástica de colunas

Resumo

Flambagem é um fenômeno de instabilidade que ocorre em elementos estruturais esbeltos submetidos à carregamento de compressão. A flambagem elástica é caracterizada por uma repentina deflexão lateral do membro estrutural esbelto, quando a carga crítica de flambagem é atingida. Em colunas a flambagem elástica é considerada o colapso da estrutura. O objetivo desse trabalho é apresentar três diferentes modelos computacionais para tratar a flambagem elástica de colunas. O software ANSYS, que é baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), foi adotado para desenvolver esses modelos, empregando os elementos BEAM189, SHELL93 e SOLID45. As condições de contorno e a carga compressiva devem ser aplicadas de maneira específica em cada modelo, dependendo das características do elemento finito. As seguintes condições de contorno para a coluna foram consideradas: (a) birrotulada, (b) engastada-livre, (c) biengastada e (d) engastada-rotulada. As soluções analíticas, para as condições de contorno consideradas, foram usadas para a verificação dos modelos computacionais empregados. Todos os resultados numéricos obtidos estão em concordância com os analíticos, sendo a maior diferença encontrada de 2,83 %. Além disso, as formas flambadas das colunas obtidas numericamente também estão de acordo com as configurações teóricas. A vantagem para o uso dos modelos computacionais desenvolvidos com os elementos finitos SHELL93 e SOLID45 é a possibilidade de analisar colunas com furos ou com geometrias complexas.