Sistema computacional orientado a objetos para análises acopladas termo-estruturais pelo Método dos Elementos Finitos

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Sistema computacional orientado a objetos para análises acopladas termo-estruturais pelo Método dos Elementos Finitos


Sistema computacional orientado a objetos para análises acopladas termo-estruturais pelo Método dos Elementos Finitos

Guilherme Garcia Botelho, Roque Luiz da Silva Pitangueira, Flavio Torres da Fonseca

XXXVI Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering , Rio de Janeiro , 2015

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Resumo

O presente trabalho se refere à inclusão de novas funcionalidades ao sistema computacional livre INSANE – Interactive Structural Analysis Environment – para o tratamento do problema da transferência de calor (PTC) e de problemas termo-estruturais (PTE) da mecânica dos sólidos, ambos abordados segundo o Método dos Elementos Finitos (MEF). As novas funcionalidades possibilitam tanto o cálculo de campos de temperaturas em análises térmicas, como a inclusão do efeito da expansão/contração do material em análises da mecânica dos sólidos. A implementação do PTC no INSANE concentrou-se em caracterizar as variáveis envolvidas, realizar o cálculo da influência de cada subdomínio no comportamento global do modelo e definir as diretrizes para o equacionamento do problema físico. O acoplamento termo-estrutural foi abordado com a elaboração de métodos para o cálculo do carregamento nodal equivalente devido à variação de temperatura prescrita, e rotinas para o cálculo das tensões quando há a influência da variação de temperatura. Testes validaram a expansão do programa a partir da comparação das soluções numéricas com as soluções analíticas correspondentes, tanto para o PTC como para o PTE.