Análise inelástica de vigas considerando a mecânica do dano contínuo / Inelastic analysis of beams considering the continuous damage mechanics

Abstract

A análise linear elástica é ainda muito utilizada devido à simplicidade de aplicação e ao fato de que o seu conhecimento já se encontra consolidado. Entretanto, uma das dificuldades da análise linear é sua inaptidão em refletir o real comportamento de estruturas menos comuns sob condições de carregamentos próximos ao colapso. Há uma tendência atual das normas de incorporar, direta ou indiretamente, os efeitos das não linearidades física e geométrica em projetos estruturais. Os modelos constitutivos de dano têm sido usados como uma ferramenta importante de análise da perda de rigidez de elementos estruturais com o intuito de prever a degradação do material. O dano pode ser visto como as deformações plásticas ou permanentes originadas pela deterioração das propriedades físicas do material, como por exemplo, o módulo de elasticidade longitudinal. Nesse contexto, este artigo apresenta modelo numérico-computacional para a análise estática não linear física de vigas por meio do Método dos Elementos Finitos. O material é descrito por um modelo constitutivo fundamentado na teoria da Mecânica do Dano Contínuo. A solução aproximada do sistema de equações não lineares é obtida com o procedimento incremental de Newton - Raphson associado à técnica de continuação Controle de Deslocamento Generalizado. Na obtenção do vetor de força interna e da matriz de rigidez do elemento de viga, o módulo de rigidez à flexão equivalente é obtido com o Método das Fatias. Problemas de vigas encontrados na literatura são analisados com o intuito de comprovar a eficiência do código computacional implementado, quanto à obtenção da trajetória de equilíbrio e à distribuição do dano em seções transversais ao longo do comprimento da viga.