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Análise experimental e numérica de uma viga sujeita a flexão

The purpose of this work is to study the Finite Elements method of a beam subjected to bending, and compare different experimental measuring methods of displacement with numerical. For the measurement of the displacement three tools were used, a traditional measurement with graph paper, the non-cont...

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Autor principal:	Baptista, Rodrigo Guilherme
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Vigas Instrumentos de medição Método dos elementos finitos Girders Measuring instruments Finite element method CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7328
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id	riut-1-7328
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spelling	riut-1-73282020-11-10T18:23:55Z Análise experimental e numérica de uma viga sujeita a flexão Baptista, Rodrigo Guilherme Borges, Adailton Silva Borges, Adailton Silva Borges, Adriano Silva Molina, Fabian Andres Lara Vigas Instrumentos de medição Método dos elementos finitos Girders Measuring instruments Finite element method CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA The purpose of this work is to study the Finite Elements method of a beam subjected to bending, and compare different experimental measuring methods of displacement with numerical. For the measurement of the displacement three tools were used, a traditional measurement with graph paper, the non-contact measurement with the aid of a high-speed camera. For numerical, the measures were estimated by linear finite elements Euler-Bernoulli theory and Cosserat theory for non-linear finite element to evaluate the transition from linear to nonlinear regime. The last theory implies that the deformed shape of the beam is described by the displacement vector of the curve of centroids, and a mobile base, which is attached to the cross section of the beam , related to an inertial referential. The main advantage of using this method is that it is geometrically accurate and assists in the discretization of the motion equations. Since the Euler-Bernoulli theory considers only the pure bending of a beam and for structures with no shear deformation and for displacements smaller than 1% of the beam total length (.vertical displacement field), the method provides a quick and accurate resolution. For the measurement with the camera, it was applied an already developed algorithm whose main idea is convert the image array coordinates, which are in pixels, into measurement scales, in this case mm. To calculate the both methods, it was implemented algorithms in Matlab® platform. It is noticed at the end of the study the viability of both methods, yet computational methods are more precise and viable only with a higher acquisition cost. O presente trabalho tem como objetivo a realização de estudos de elementos finitos em uma viga sujeita à flexão, e comparação de diferentes métodos experimentais com métodos numéricos para medição de deslocamentos. Neste trabalho foram utilizadas três ferramentas experimentais para a medição de deslocamentos, a medição tradicional com papel milimetrado, a medição sem contato com auxílio de uma câmera. Os métodos numéricos foram baseados na teoria de vigas para elementos finitos lineares de Euler-Bernoulli e na teoria de vigas não lineares de Cosserat, visando avaliar a passagem do comportamento linear para não-linear. Esta última implica que a configuração deformada da viga é descrita através do vetor deslocamento da curva de centroides, e uma base móvel, sendo esta unida a seção transversal da viga, com relação à um referencial inercial. Sua principal vantagem é que esta é geometricamente exata e auxilia na discretização das equações do movimento. Já a teoria de Euler-Bernoulli considera apenas a flexão pura e para estruturas sem deformação cisalhante com deslocamentos perpendiculares a seção transversal de até 1% em relação ao comprimento da estrutura (campo de deslocamentos puramente verticais), o método apresenta uma resolução rápida e precisa. Para a medição com a câmera aplicou-se um algoritmo já desenvolvido que tem como ideia principal a conversão das coordenadas da matriz de imagem, que se encontram em pixels, em escalas de medida, no caso em milímetros. Ambos apresentaram implementação no software comercial Matlab® para avaliação dos deslocamentos. Percebe-se ao final do estudo a viabilidade de ambos os métodos sendo os computacionais mais precisos e viáveis, porém com um custo de aquisição maior. 2020-11-10T18:23:55Z 2020-11-10T18:23:55Z 2016-06-08 bachelorThesis BAPTISTA, Rodrigo Guilherme. Análise experimental e numérica de uma viga sujeita a flexão. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2016. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7328 por embargoedAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Engenharia Mecânica UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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