Análise numérica da flambagem térmica em placas finas de aço

Abstract

Placas finas de aço são elementos estruturais muito utilizados em diversas aplicações de engenharia, como em plataformas offshore, pontes, navios, aviões e automóveis. Porém, em algumas situações específicas as placas podem sofrer flambagem térmica, que é uma deflexão lateral causada simplesmente por um aumento de temperatura (variação crítica de temperatura). Este artigo utilizou um modelo computacional desenvolvido no software ANSYS, que é baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), para tratar o problema da flambagem térmica em placas. O modelo numérico foi verificado através da comparação de seus resultados com a solução analítica do problema. Foram analisadas placas com diferentes relações de H/L, sendo H a altura e L o comprimento da placa. Além disso, diferentes espessuras para a placa foram também consideradas. Os resultados indicam que o aumento da variação crítica de temperatura está relacionado tanto ao aumento da relação H/L como também com o aumento da espessura da placa. Palavras-chave: Flambagem térmica, placas finas de aço, Método dos Elementos Finitos (MEF).Thin steel plates are structural elements widely used in several engineering applications, as in offshore platforms, bridges, ships, aircrafts and cars. However, in some specific situations the plates can suffer thermal buckling, which is a lateral deflection and bending caused only by a rise in temperature (critical temperature variation). This paper uses a computational model developed in ANSYS software, that is based on the Finite Element Method (FEM), to treat the thermal buckling problem in plates. The numerical model was verified by means of the comparison of its results with the analytical solution of the problem. Plates with different H/L ratios, being H the height and L the length of the plate, were analyzed. Besides, different thickness of the plate were also considered. The results indicated that the increase in the critical thermal variation is related to the increase of the H/L ratio as well as to the increase of the plate thickness.