Guilherme Cssio Elias Anlise Numrico - Experimental ... ? GUILHERME CSSIO ELIAS Anlise Numrico

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  • MINISTRIO DA EDUCAO

    Universidade Federal de Ouro Preto

    Escola de Minas Departamento de Engenharia Civil

    Curso de Graduao em Engenharia Civil

    Guilherme Cssio Elias

    Anlise Numrico - Experimental de Resistncia a Flexo

    em Ligaes Tubulares Flangeadas

    Ouro Preto 2016

  • GUILHERME CSSIO ELIAS

    Anlise Numrico - Experimental de Resistncia a Flexo

    em LigaesTubulares Flangeadas

    Trabalho de Concluso de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civilda Universidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitos para a obteno do Grau de Engenheiro Civil.

    Orientadora: Prof. Dr. Arlene Maria Cunha Sarmanho DECIV / UFOP Co-orientador: Caio Orsi Vieira Ramos Pereira PROPEC / DECIV / UFOP

    Ouro Preto 2016

  • Dedico este trabalho aos meus pais, Arlindo e Elza,

    que no mediram esforos para tornar possvel esta graduao.

    Agradeo aos meus familiares e amigos pelo apoio.

    E agradeo em especial professora Arlene,

    pelas oportunidades e experincias compartilhadas.

  • RESUMO

    A implementao de sistemas estruturais metlicos em ao vem aumentando a cada

    dia mais em vrias partes do mundo. Este fato se justifica pelas vantagens

    proporcionadas por esta tipologia e boa performance construtiva em diversos tipos

    de edificaes. Os perfis tubulares de seo circular um dos tipos mais utilizados

    devido sua eficincia, que agrega caractersticas geomtricas que muito

    interessam para o uso estrutural, com uso mnimo de material, o que torna seu uso

    adequado em estruturas reticuladas, trelias planas ou espaciais. Diante disso, este

    trabalho foi desenvolvido para avaliar a flexo em ligaes do tipo flangeada entre

    tubos de seo circular. Os estudos foram executados no Laboratrio de Estruturas

    da UFOP. Um modelo numrico foi desenvolvido e ajustado utilizando APDL para

    viabilizar o estudo paramtrico. As anlises numricas em elementos finitos foram

    realizadas utilizando o software comercial ANSYS. A metodologia utilizada foi a

    aplicao de cargas de trao nos tubos que esto conectados por uma ligao

    flangeada, avaliando os limites entre o valor desta carga e a espessura da placa do

    flange. As relaes avaliadas entre os dois parmetros vo desde o momento onde

    no ocorre o efeito alavanca (prying), at onde ocorre o escoamento do flange,

    variando a espessura do flange na ligao. Na ligao flangeada, a fora de trao

    aplicada no tubo distribuda uniformemente ao longo da sua seo, que

    transferida para a solda e transmitida para a placa do flange, podendo ocasionar a

    sua flexo. Em seguida, foi analisada a trao nos parafusos que compem a

    ligao, considerando os mesmos parmetros de composio da ligao flangeada.

    E finalmente foram preparados os prottipos no Laboratrio de Estruturas para a

    realizao de ensaios experimentais. Os ensaios foram realizados com os

    equipamentos do prprio laboratrio e os resultados foram comparados com as

    anlises numricas anteriores e com a anlise terica prvia ao incio dos estudos.

    Palavras Chaves: Estrutura Metlica. Perfis Tubulares. Ansys.

    Ligaes.LigaoFlangeada.

  • ABSTRACT

    Currently the implementation of metal structural systems for steel is increasing every

    day more in various parts of the world. This fact is justified by the benefits you offer

    for this type constructive and good performance in various types of buildings. The

    circular section tubular profiles is one of the most used types because of its

    efficiency, which adds geometric characteristics that much interest for structural use,

    with minimal use of material, which makes proper use of cross-linked structures, flat

    or space trusses. Thus, this study was conducted to evaluate the bending of the

    flange type connections between circular section tubes. The studies were performed

    in the Structures Laboratory UFOP. A numerical model has been developed and

    adjusted using APDL to enable the study parametric. The finite element numerical

    analyzes were performed using the commercial software ANSYS. The methodology

    used was the application of tensile loads in the tubes that are connected by a flange

    connection, assessing the limits of the value of this charge and the thickness of the

    flange plate. The relationship between the two parameters measured since the

    moment will not occur lever effect (prying), to which flange the flow occurs by varying

    the thickness of the flange at the connection. In the flange connection, the tensile

    force applied to the tube is evenly distributed throughout its section, which is

    transferred to the solder and transmitted to the flange plate, causing the bending.

    Then traction was analyzed on bolts that make the connection, considering the same

    composition parameters of the flange connection. And they were finally ready

    prototypes in the Structures Laboratory for conducting experimental tests. The

    assays were performed with laboratory equipment itself and the results were

    compared with the prior numerical analysis and theoretical analysis prior to the start

    of the studies.

    Keywords: Metallic Structure. Tubular profiles. Ansys. Connections. Flanged

    Connection.

  • SUMRIO

    1. INTRODUO ..................................................................................................... 7

    1.1. Estruturas Tubulares e Ligaes ....................................................................... 7

    1.2. A Ligao Flangeada ....................................................................................... 10

    2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 11

    3. REVISO BIBLIOGRFICA .............................................................................. 12

    4. METODOLOGIA ................................................................................................. 13

    5. MODELO NUMRICO ........................................................................................ 14

    5.1. Caractersticas dos Materiais .......................................................................... 18

    5.2. Resultados Anlise Numrica.......................................................................... 18

    6. ENSAIOS EXPERIMENTAIS ............................................................................. 19

    6.1. Resultados dos Ensaios Experimentais .......................................................... 25

    7. COMPARAO DE RESULTADOS NUMRICO E EXPERIMENTAL .......... 27

    8. CONCLUSES .................................................................................................. 31

    REFERNCIAS ......................................................................................................... 32

  • 7

    1 INTRODUO

    A utilizao de sistemas de estruturas metlicas em ao vem sendo

    implementada em grande escala, em diversos pases do mundo. Esta tipologia

    estrutural apresenta indicadores de utilizao em escala industrial a partir da ltima

    dcada do sculo XVIII e no Brasil se apresenta no incio do sculo XX, porm o

    grande avano na fabricao de perfis em larga escala ocorreu com a implantao

    de grandes siderrgicas nacionais.

    Com o avano da indstria e do estudo de novos materiais e compsitos foi

    verificado que o ao (composto basicamente por ferro e carbono), apresenta

    grandes vantagens em relao a outras ligas quando aplicadas na construo civil,

    alm da boa performance construtiva comparada a outras tipologias.

    Dentre as principais caractersticas positivas do ao utilizado em estruturas,

    pode-se destacar a alta resistncia a esforos normais e cisalhantes, alm da

    reduo do peso prprio da estrutura, por apresentar resistncia semelhante a

    outros materiais, porm com seo transversal reduzida. Tambm a sua esttica

    agradvel, que introduz arrojo e modernidade s estruturas. Diferindo do concreto

    armado que moldado em funo das formas disponveis, o ao estrutural

    solicitado com exatido do projeto. Este fato traz para a edificao agilidade na sua

    execuo.

    1.1 Estruturas Tubulares e Ligaes

    As sees de ao em perfis tubulares mais comuns so as circulares,

    quadradas e retangulares. Estes tipos de sees so mais econmicas comparadas

    s de sees abertas, quando usadas para resistir a esforos normais aplicados em

    trelias e colunas. Tal fato pode ser explicado devido ao momento de inrcia variar

    pouco ou quase nada nas direes ao longo da seo, no caso das sees

    circulares.

    A norma brasileira direcionada para perfis tubulares, NBR 16239:2013

    (Projeto de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concreto de

    edificaes com perfis tubulares) ainda pouco conhecida, pelo fato de ser uma

    norma elaborada recentemente.

  • 8

    As ligaes so partes da estrutura destinadas a conectar duas ou mais

    peas, transmitindo seus carregamentos at que se chegue ao solo, onde finalmente

    os esforos so descarregados. As ligaes existem para que a execuo da obra

    seja possvel mesmo longe do local de fabricao de sua estrutura, facilitando o

    transporte e reduzindo a dimenso das peas a serem montadas no canteiro de

    obras.

    As ligaes mais comuns em estruturas metlicas tubulares (mais

    especificamente em trelias) so ligaes soldadas do tipo K, T, KT, e as ligaes

    flangeadas, que so ligaes que conectam tubos atravs do parafusamento de

    flanges.

    A Figura 1.1 a seguir exemplifica as ligaes dos tipos K, T e KT e a Figura

    1.2 a ligao do tipo flangeada.

    FIGURA 1.1: Esquema das ligaes dos tipos K, T e KT

  • 9

    FIGURA 1.2: Ligao Flangeada

  • 10

    1.2 A Ligao Flangeada

    A ligao flangeada composta por duas placas circulares soldadas nos

    tubos a serem conectados, e estas placas so parafusadas finalizando a ligao. A

    Figura 1.3 apresenta um detalhe da ligao flangeada utilizada em uma trelia.

    FIGURA 1.3: Detalhe daLigao Flangeada

    O mecanismo sob o qual funciona se inicia com a fora de trao aplicada

    nos tubos a serem conectados, que distribuda uniformemente ao longo da seo

    dos mesmos. Essas tenses caminham ento para a solda, que atravs desta

    transmitida para a placa do flange, podendo causar a sua flexo (Flexo dependente

    da rigidez da placa e do parafuso). O flange flexionado transmite a solicitao para

    as arruelas, que conduz para os parafusos. Estes parafusos esto em contato com

    as porcas do lado oposto, que atravs dos mesmos transmitem a solicitao para a

    placa do flange, concluindo o mecanismo de funcionamento da ligao.

    Este tipo de ligao o objeto de estudos deste trabalho. Foi analisado o

    comportamento deste tipo de ligao quanto flexo, quando aplicadas cargas de

    trao na mesma.

  • 11

    2 OBJETIVOS

    Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento das ligaes do

    tipo flangeadas em tubos de seo circular quanto flexo. Esta anlise foi feita

    aplicando-se cargas de trao nos tubos em questo.

    Em seguida, variou-se a espessura da placa dos flanges, para serem

    avaliados os limites entre esta espessura e as reaes de contato entre os flanges, e

    tambm as reaes nos parafusos.

    Os resultados obtidos pelo modelo numrico foram comparados com estudos

    prvios e estabeleceu-se uma modelagem numrica para o sistema.

    A segunda etapa do projeto foi a preparao dos prottipos para a execuo

    de ensaios experimentais, com o objetivo de comparar os resultados obtidos nos

    modelos numricos com os encontrados nas anlises experimentais.

  • 12

    3 REVISO BIBLIOGRFICA

    Este tpico apresenta uma sntese de alguns trabalhos realizados sobre

    ligaes entre perfis tubulares do tipo flangeada.

    O estudo das bibliografias comea por Rockey e Griffiths (1970). O texto

    descreve detalhadamente os experimentos e resultados. Tal referncia um estudo

    feito por professores da britnica UniversityCollege Cardiff, na qual so estudados

    flanges vazados, ou seja, a placa no continua sob o tubo, existindo um furo.

    Kato e Hirose (1985) publicaram pela primeira vez um estudo da ligao

    flangeada levando-se em conta o efeito alavanca. Neste trabalho foi estudado o

    efeito alavanca do tipo Prying (efeito responsvel pelo acrscimo da tenso de

    trao nos parafusos da ligao causado pelo efeito alavanca gerado pela flexo do

    flange) em ligaes com flange vazado e alguns modelos com flange inteiro para se

    verificar a influncia da geometria.

    As obras de Requena e Santos (2007) e Santos (2003) explicam o

    mecanismo do efeito alavanca, principalmente a segunda, e seguem o

    dimensionamento proposto pelo AISC. Entretanto, a primeira tambm comenta o

    dimensionamento proposto pelo CIDECT.

    Assim como em Hirose e Kato (1985), Santos (2003) tambm constatou a

    influncia da espessura da placa na resistncia do flange. explicado que a

    espessura do flange inversamente proporcional intensidade do efeito prying, uma

    vez que um flange espesso mais rgido, logo, sua flexo ser menor, ocorrendo o

    contrrio em uma chapa fina. Dessa forma, a ruptura do parafuso pode ocorrer antes

    ou depois do escoamento da placa.

    No artigo de Yang (2010) no qual se utilizou o Ansys, foi modelada uma

    ligao parafusada entre tubos, semelhante ao flange, sendo a parte inferior

    conectada em um suporte rgido, e ambas as partes conectadas com dez parafusos.

    Foram construdos dois modelos diferentes, um linear e outro no linear, para

    comparao. No modelo linear, no foram considerados parafusos nem furos, sendo

    que as partes superior e inferior foram conectadas sem considerao de contato.

  • 13

    4 METODOLOGIA

    Este trabalho tem como objetivo avaliar a flexo em ligaes flangeadas,

    utilizando modelos numricos que simulem as caractersticas da ligao, para logo

    depois serem realizados ensaios experimentais para a validao do modelo

    numrico.

    Foi utilizado o software ANSYS 2012 (Ansysprogramversion 12.0,

    FiniteElement Software, AnsysIncorporation, 2010) disponvel no Laboratrio de

    Estruturas com equipamento adequado para anlises , ferramenta que utiliza o

    mtodo dos elementos finitos para o clculo de esforos solicitantes,

    deslocamentos e deformaes, para a anlise numrica. E os modelos

    experimentais foram realizados no Laboratrio de Estruturas da UFOP,

    Departamento de Engenharia Civil.

    Para a avaliao da flexo nas ligaes, foram aplicadas cargas de trao

    nos tubos que esto conectados por uma ligao flangeada, avaliando os limites

    entre o valor desta carga e a espessura da placa do flange. Foram avaliadas as

    relaes entre os dois parmetros desde o momento onde no ocorre o efeito

    alavanca, at onde ocorre o escoamento do flange.

    O projeto foi iniciado por uma atualizao do estudo de bibliografias que

    tratam do tema em questo, buscando reunir informaes que serviro de base

    para estudos posteriores. Em seguida, iniciou-se a etapa de anlise numrica dos

    modelos. E por fim foram realizados os ensaios experimentais com os prottipos.

  • 14

    5 MODELOS NUMRICOS

    A geometria dos modelos foi desenvolvida e ajustada no programa ANSYS

    12, atravs do sistema de linguagem APDL (ANSYS Parametric Design Language).

    A ligao flange com tubos de seo circular, composta por parafusos e

    placas. Os tubos a serem conectados recebem uma placa circular de ao, composta

    por seis furos, atravs dos quais sero conectados os seis parafusos. As placas

    circulares so soldadas na extremidade de cada tubo. Em campo, as barras so

    alinhadas e as placas parafusadas, finalizando a ligao.

    Para as anlises realizadas no software escolheu-se metade da ligao,

    devido mesma ser simtrica, para que assim pudessem ser verificadas as reaes

    em cada parafuso da ligao, assim como no contato entre os flanges, em um tempo

    menor de processamento.

    O elemento utilizado nos Tubos e reas de contato entre os flanges do

    modelo, foi o Elemento de Casca SHELL 181. Nos flanges, parafusos, arruelas,

    porcas e soldas foi utilizado o Elemento Slido SOLID 95. E a malha foi mapeada.

    As Figuras 5.1, 5.2 e 5.3 mostram a geometria do modelo utilizado.

    Figura 5.1: Geometria do modelo Vista isomtrica

  • 15

    Figura 5.2: Geometria do modelo Vista lateral

    Figura 5.3: Geometria do modelo Vista frontal

  • 16

    A Figura 5.4 apresenta o modelo numrico completo, com os elementos

    detalhados.

    Figura 5.4: Modelo numrico completo Detalhamento dos elementos

    As condies de contorno foram aplicadas, juntamente com os

    carregamentos. As anlises foram feitas variando a espessura dos flanges de cada

    ligao. As espessuras de chapas consideradas foram as seguintes: 9,5mm,

    12,5mm, 16mm, 19mm, 22,4mm, 25mm, 31,5mm e 37,5mm, de acordo com a

    disponibilidade das chapas disponveis no mercado, como pode ser observado na

    Tabela 5.1 de chapas grossas da Gerdau.

  • 17

    Tabela 5.1:Chapas grossas comerciais Espessuras disponveis

    Fonte: Comercial Gerdau

    A fora aplicada foi no valor de 350 kN, centrada, aplicada e dividida entre os

    ns de cada parafuso e a reao de contato.

    O carregamento foi feito simulando o flange como uma placa rgida, para

    serem melhor avaliados os resultados das ligaes.

  • 18

    5.1 Caractersticas dos Materiais

    Dados dos materiais considerados nas anlises das ligaes:

    Tubos: fy=345 MPa, fu=450 MPa

    Flanges: fy=350 MPa, fu=400 MPa

    Solda: fy=600 MPa, fu=600 MPa

    Parafusos: fy=635 MPa, fu=825 MPa

    Onde:

    fy = Tenso de Escoamento

    fu = Tenso ltima

    5.2 Resultados da Anlise Numrica

    Foi aplicada a carga de trao nos tubos conectados pela ligao flangeada.

    Os valores encontrados para as reaes em cada um dos seis parafusos da ligao

    e no contato, devido carga aplicada, para cada espessura de flange considerada,

    esto na tabela 5.2 a seguir.

    Tabela 5.2: Reaes nos parafusos para cada espessura de flange considerada

    (unidade das Reaes em kN)

    Espessura dos flanges

    (Ef)

    Ns (parafusos) Contato

    1 2 3 4 5 6

    Rea

    es (

    kN

    )

    9,5 mm 89,993 90,551 90,748 91,397 91,105 90,205 194,870

    12,5 mm 76,795 79,721 81,078 82,243 81,500 79,123 131,340

    16 mm 64,717 69,996 76,321 77,915 76,691 69,687 86,202

    19 mm 56,403 61,184 69,764 73,213 69,928 61,150 44,698

    22,4 mm 48,259 52,991 62,450 66,463 62,456 53,134 0,147x10-4

    25 mm 29,717 32,541 38,101 40,859 38,110 32,535 0,597x10-7

    31,5 mm 47,440 51,779 59,443 62,950 59,494 51,627 0,502x10-6

    37,5 mm 19,284 3,045 18,266 37,532 43,857 24,408 0,353x10-6

    No modelo com flange de espessura 22,4 mm, a reao de contato com o

    flange foi igual a zero, assim como nas Espessuras superiores consideradas. Este

    o ponto de zero Alavanca, ou seja, onde a partir do qual no ocorre o efeito Prying.

  • 19

    6 ENSAIOS EXPERIMENTAIS

    Para garantir que o modelo numrico representa bem o comportamento real

    da ligao, se fez necessrio comparar os resultados numricos com os resultados

    experimentais. Para validao do modelo numrico utilizou-se os resultados das

    anlises experimentais apresentadas a seguir. Foram comparados os modos de

    falha da ligao e os grficos de Fora versus Deslocamento.

    Os ensaios experimentais so parte dos estudos do mestrando do Laboratrio

    de Estruturas da UFOP, Caio Orsi Vieira Ramos Pereira, que o Co-Orientador

    neste trabalho.

    As caractersticas dos perfis circulares utilizados nos ensaios, foram

    apresentados no item 5.1 Caractersticas dos Materiais. Porm, nos ensaios

    experimentais foi considerada a Tenso de Escoamento do Flange (fy) de 250 Mpa,

    diferente do considerado na Anlise Numrica, que foi 350 Mpa. Devido a este fato,

    as comparaes a serem feitas nos grficos de Fora versus Deslocamento do

    Numrico e Experimental, sero de carter qualitativo, e no quantitativo.

    Utilizou-se parafusos estruturais CISER ASTM A325, com dimetro de 12,7

    mm e comprimento de 114,3 mm.

    Com a definio dos parmetros geomtricos dos prottipos, a anlise

    experimental se torna de grande importncia como referncia para os resultados

    obtidos numericamente. Os ensaios foram realizados no Laboratrio de Estruturas

    (DECIV/EM/UFOP).

    Foram realizados ensaios com os dois tubos do prottipo perfeitamente

    alinhados, ou seja, com zero de excentricidade em relao ao centro dos tubos, e

    tambm com prottipos com excentricidade em sua montagem. Os valores

    considerados para excentricidades nos prottipos foram de 8%, 16% e 24%.

    O posicionamento dos prottipos na mquina de ensaios somente foi possvel

    mediante a utilizao de um perfil T soldado nos tubos de tal forma que permitisse

    o encaixe dos prottipos na mquina de ensaio e a transmisso uniforme do

    carregamento de trao para os mesmos.

    As Figuras 6.1 e 6.2 apresentam os prottipos sendo preparados para o

    ensaio experimental.

  • 20

    Figura 6.1: Esquema de preparao dos prottipos para ensaio

    Fonte: Pereira (2016)

    Figura 6.2: Detalhe do prottipo a ser ensaiado

  • 21

    As Figuras 6.3 e 6.4 mostram um esquema geral de fixao dos tubos na

    prensa hidrulica, momentos antes de ser realizado o ensaio.

    Figura 6.3:Tubofixado na prensa hidrulica

  • 22

    Figura 6.4:Tubofixado na prensa hidrulica

  • 23

    A mquina utilizada na aplicao da fora centrada de trao foi a prensa

    servo hidrulica (INSTRON SATEC 5569), apresentada na Figura 6.5. Os

    deslocamentos verticais, oriundos da carga de trao aplicada no prottipo, foram

    acompanhados por um transdutor de deslocamento (LVDT), localizado no perfil T

    soldado ao tubo, detalhado na Figura 6.6.

    Figura 6.5: Prensa hidrulica INSTRON

    Figura 6.6: Perfil T utilizado na fixao dos tubos

  • 24

    A aquisio de dados foi feita atravs do software da prpria prensa

    Partner(Instron, 2008), que coletou os dados da clula de carga e tambm por um

    sistema de aquisio independente, Spider8 (Hottinger Baldwin Messtechnic,

    2003a), responsvel pelos transdutores de deslocamento. Todos os ajustes

    necessrios foram feitos atravs de computador por meio do software de aquisio,

    Catman 4.5 (Hottinger Baldwin Messtechnic, 2003b). A Figura 6.7 apresenta os

    sistemas mencionados.

    Figura 6.7:Aquisio de dados

    Quando uma parte de um sistema estrutural est sendo estudado

    necessrio analisar o seu comportamento atravs de anlises numricas e

    experimentais. Anlises experimentais demandam mais tempo na sua preparao e

    realizao e so mais dispendiosas. Devido a este fato, optou-se pelas anlises

    numricas que so mais rpidas e econmicas, podendo variar parmetros de forma

    relativamente rpida e com preciso, porm para se conhecer o real comportamento

    do modelo tornou-se necessria a realizao de anlises experimentais.

  • 25

    6.1 Resultados dos Ensaios Experimentais

    Foram preparados dois prottipos para cada ensaio a ser realizado (Prottipo

    P1 e P2). O prottipo P1 possui tubos com dimetro externo de 61,1mm e espessura

    de 6,0mm. Os flanges possuem dimetro de 160mm e espessura de 9,5mm, e solda

    de 8,0mm. O prottipo P2 possui tubos com dimetro externo de 73,0mm e

    espessura de 5,5mm. Os flanges possuem dimetro de 170mm e espessura de

    9,5mm, e solda de 8,0mm.

    Foram consideradas para a montagem dos mesmos, a excentricidade em

    relao ao alinhamento dos tubos conectados pela ligaoflangeada, de valores

    iguais a zero, oito por cento, dezesseis por cento e vinte e quatro por cento.

    Os grficos de Fora versus Deslocamento das Figuras6.8 e 6.9 apresentam

    como varia estas duas grandezas, medida que o carregamento efetuado e so

    dados os passos de carga. So mostrados os efeitos para cada prottipo, e o

    comportamento para cada valor de excentricidade considerados, podendo-se

    comparar cada um deles.

    Figura 6.8: Fora versus Deslocamento para Prottipo 1 (P1)

    Excentricidades 0, 8%, 16% e 24 %

  • 26

    Figura 6.9: Fora versus Deslocamento para Prottipo 2 (P2)

    Excentricidades 0, 8%, 16% e 24 %

  • 27

    7 COMPARAO DE RESULTADOS NUMRICO E EXPERIMENTAL

    Aps feitas as anlises numrica e experimental dos prottipos, comparou-se

    atravs dos grficos abaixo, o comportamento dos prottipos nos parmetros Fora

    versus Deslocamento.

    Porm, como dito anteriormente, esta anlise ser apenas qualitativa quanto

    ao comportamento dos grficos, e no quantitativa. Este fato se justifica ao fato da

    Tenso de Escoamento do Flange no Experimental ter sido diferente do Numrico.

    Primeiramente, sem considerar excentricidade inicial na anlise, os grficos

    das figuras 7.1 e 7.2 representam o comportamento destes parmetros.

    Figura 7.1: Fora versus Deslocamento para Prottipo 1 (P1)

    Excentricidade 0 (Numrico e Experimental)

  • 28

    Figura 7.2: Fora versus Deslocamento para Prottipo 2 (P2)

    Excentricidade 0 (Numrico e Experimental)

    A ttulo de comparao, tem-se tambm o comportamento destes parmetros

    considerando a excentricidade inicial de 8%, conforme os grficos das figuras 7.3 e

    7.4apresentadas a seguir.

    Figura 7.3: Fora versus Deslocamento para Prottipo 1 (P1)

    Excentricidade 8% (Numrico e Experimental)

  • 29

    Figura 7.4: Fora versus Deslocamento para Prottipo 2 (P2)

    Excentricidade 8% (Numrico e Experimental)

    E por fim, o comportamento dos parmetros Fora versus Deslocamento

    considerando-se excentricidade inicial de 24%, nas figuras 7.5 e 7.6.

    Figura 7.5: Fora versus Deslocamento para Prottipo 1 (P1)

    Excentricidade 24% (Numrico e Experimental)

  • 30

    Figura 7.6: Fora versus Deslocamento para Prottipo 2 (P2)

    Excentricidade 24% (Numrico e Experimental)

    Anlise dos grficos

    Analisando-se os grficos de Fora versus Deslocamento apresentados,

    possvel observar que as curvas dos modelos numricos apresentam um

    comportamento semelhante s curvas dos modelos experimentais, porm com

    diferenas perceptveis nos nveis de carga e inclinaes.

    Essas diferenas podem ser atribudas a imperfeies existentes no ensaio

    das ligaes, e principalmente ao fato de que os prottipos apresentaram problemas

    com a solda do tubo na placa do flange, que rompeu em todos os casos antes de

    determinados os modos de falha na ligao.

    Ao analisar-se os grficos, possvel observar que o comportamento inicial

    das curvas de Tenso versus Deformao semelhante nos modelos numricos e

    experimentais, diferindo-se a partir do ponto onde o modelo experimental comea a

    apresentar os problemas j descritos.

  • 31

    8 CONCLUSES

    A modelagem numrica apresentou boa preciso em simular a deformao do

    prottipo estudado e se mostrou confivel quando comparados com os estudos

    feitos anteriormente, porm ainda so necessrios determinados ajustes nos

    modelos.

    Os resultados dos ensaios experimentais mostraram-se condizentes ao que

    se esperava, quando comparados s anlises dos modelos numricos. Portanto

    ambas as anlises, tanto numrica quanto experimental, foram importantes e

    relevantes para a realizao deste trabalho, e tambm poder servir como base para

    trabalhos futuros.

  • 32

    REFERNCIAS

    Associao brasileira de normas tcnicas. NBR 8800 Projeto de Estruturas de Ao e de Estruturas Mistas de Ao e Concreto de Edifcios. 2008. ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS (ABNT). NBR16239: Projeto de estruturas de ao e de estruturas mistas de ao e concreto com perfis tubulares. Rio de Janeiro: 2013. AMPARO, L. R. Anlise Terico Experimental de Ligaes tipo luva compostas por perfis tubulares com parafusos em linha e cruzados. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Propec - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014. ANSYS, Ansysprogramversion 12.0. FiniteElement Software.S.1. AnsysIncorporation, 2010. FIDALGO, A. M. Estudo Terico e Numrico do Comportamento de Ligaes tipo Flange Circular para Estruturas Tubulares de Ao. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2014. KATO, B.; HIROSE, R..Bolted Tension Flanges Joining Circular Hollow Members. Elsevier, Tquio, Japo, p.79-101, 1985. Mensalmente. J. Construct. Steel Research. PEREIRA, C. O. V. R. Anlise Numrico-Experimental de Resistncia a Flexo em Ligaes Tubulares Flangeadas. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Propec - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016. REQUENA, J. A. V.;SANTOS, A. L. E. d. F. e. Dimensionamento de ligaes em barras tubulares de estruturas metlicas planas. Coleo tcnico-cientfica V&M do Brasil, vol. 1. Campinas: V&M do Brasil, 2007. ROCKEY, K. C.; GRIFFITHS, D. W. The Behavior of Bolted Flanged Joints in Tension - Ring Flanges. 1970. 71 f. Trabalhoapresentado University of Wales Faculty of Applied Science, Cardiff. 1970. SANTOS, A. L. E. d. F. e., Ligaes de barras tubulares para estruturas metlicas planas. 2003. Dissertao (Mestrado em Engenharia Mecnica) Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2003.

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