FLAMBAGEM E COMPORTAMENTO PÓS-CRÍTICO DE COLUNAS LAMINADAS DE PERFIL ABERTO

Autores

  • Savanna Cristina Medeiros D’Aguiar UFC
  • Pedro Sanderson Bastos Barros UFC
  • Luiz Antônio Taumaturgo Mororó UFC
  • Evandro Parente Junior UFC

DOI:

https://doi.org/10.26512/ripe.v2i22.20878

Palavras-chave:

Colunas. Materiais Compósitos. Estabilidade. Método de Elementos Finitos.

Resumo

A utilização dos materiais compósitos, difundida em estruturas aeronáuticas na forma de placas e cascas laminadas, tem se destacado também na indústria da construção civil, sobretudo na fabricação de vigas e colunas. Estes materiais possuem várias vantagens quando comparados aos materiais tradicionais, contudo, o comportamento mecânico destas estruturas é mais complexo, principalmente devido à ortotropia dos compósitos. O presente trabalho tem como objetivos a determinação da carga crítica, do modo de flambagem e do comportamento pós-crítico de colunas laminadas de perfil aberto, buscando-se verificar a influência da geometria e esquema de laminação no comportamento da coluna, bem como observar em quais casos a flambagem irá prevalecer sobre a resistência do material. O colapso das colunas foi avaliado segundo a abordagem baseada na Falha da Primeira Lâmina (FPF) e, para isto, alguns critérios de falha foram usados e comparados. O comportamento das colunas foi simulado utilizando elementos finitos de casca laminada. A validação do modelo de análise foi feita a partir de resultados experimentais e numéricos encontrados na literatura obtendo-se excelente concordância.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

Banat, D.; Mania, R. J., 2016. Comparison of failure criteria application for FML column buckling strength analysis. Composite Structures, vol. 140, pp. 806-815.

Bank, L. C., 2006, Composite for construction: Structural design with FRP materials. John Wiley & Sons, INC.

Barbero, E. J., 2011. Introduction to composite materials design. 2. ed. Boca Raton: CRC Press.

Barbero, E. J., 2008. Finite Element Analysis of Composite Materials. Boca Raton: CRC Press.

Barbero, E. J; Dede, E. K.; Jones, S., 2000. Experimental verification of buckling-mode interaction intermediate-length composite columns. International Journal of Solids and Structures, vol. 37, pp. 3919-3934.

Barbero, E. J; Devivo, L., 1999. Beam-Column design equations for wide-flange pultruded structural shapes. Journal of Composite for Construction, vol. 3, pp. 185-191.

Barbero, E. J; Tomblin, J., 1994. A phenomenological design equation for FRP columns with interaction between local and global buckling. Thin-Walled Structures, vol. 18, pp. 117-131.

Cardoso, D. C. T., 2014. Compressive strength of pultruded glass-fiber reinforced polymer (GFRP) columns. Tese, Universidade Federal do Rio de Janeiro/Rio de Janeiro.

Chajes, A., 1974. Principles of Structural Stability. Prentice-Hall, Inc. New Jersey.

Cook, R.; Malkus, D.; Plesha, M.; Witt, R. J., 2002. Concepts and applications of finite element analysis. 4. ed. John Wiley & Sons.

Crisfield, M. A. 1991. Non-linear finite element analysis of solids and structures, vol. 1, John Wiley and Sons.

Daniel, I. M.; Ishai, O., 2006. Engineering mechanics of composite materials. 2. Ed. New York: Oxford University Press.

Dávila, C. G.; Camanho, P. P.; Rose, C. A., 2005. Failure criteria for FRP laminates. Journal of Composite Materials, vol. 39, pp. 323-345.

Debski, H.; Kubiak, T.; Teter. A., 2013a. Buckling and postbuckling behavior of thin-walled composite channel section column. Composite Structures. vol. 100, pp. 195-204.

Debski, H.; Kubiak, T.; Teter, A., 2013b. Experimental investigation of channel-section composite profiles behavior with various sequences of plies subjected to static compression. Thin-Walled Structures, vol. 71, pp. 147-154.

Degenhardt, R., Kling, A., Rohwer, K., Orifici, A. C., Thomson, R. S., 2008. Design and analysis of stiffened composite panels including post-buckling and collapse, Computers & Structures, vol. 86, pp. 919-929.

Donadon, M. V., Iannucci, L., Falzon, B. G., Hodgkinson, J. M., Almeida, S. F. M., 2008. A progressive failure model for composite laminates subject to low velocity impact damage. Computers & Structures, vol. 86, pp. 1232-1252.

Hashin, Z.; Rotem, A., 1973. A Fatigue failure criterion for fiber reinforced materials. Journal of Composite Materials, vol. 7, pp. 448-464.

Hashin, Z., 1980. Failure criteria for unidirectional fiber composites. Journal of Applied Mechanics, vol. 47, pp. 329-334.

Hashin, Z., 1981, Fatigue failure criteria for unidirectional fiber composites. Journal of Applied Mechanics, vol. 48, pp. 846-852.

Jones, R. M., 1999. Mechanics of composite materials. 2. Ed. Philadelphia: Taylor & Francis.

Knight, N. F., 2006. User-defined material model for progressive failure analysis. Relatório Técnico. National Aeronautics and Space Administration - NASA, CR-2006-214526.

Lanzi, L., 2004. A numerical and experimental investigation on composite stiffened panels into post-buckling, Thin-Walled Structures, vol. 42, pp. 1645-1664.

Lopez, R.H., Luersen, M.A., Cursi, E.S., 2009. Optimization of laminated composites considering different failure criteria, Composites: Part B, vol. 40, pp. 731-740.

Kollar, L. P., 2003. Local buckling of fiber reinforced plastic composite structural members with open and closed cross sections. Journal of Structural Engineering, vol. 129(11), pp. 1503-1513.

Mottram, J. T., 2004. Determination of critical load for flange buckling in concentrically loaded pultruded columns. Composites Part B, vol. 35, pp. 35-47.

Nagahama, K. J., 2003 Análise de estabilidade local em perfis de seção aberta em aço e em resina reforçada com fibra de vidro. Tese, Universidade Federal do Rio de Janeiro/Rio de Janeiro.

Nali, P.; Carrera, E., 2012. A numerical assessment on two-dimensional failure criteria for composite layered structures. Composites: Part B, vol. 43, pp. 280-289.

Pecce, M.; Cosenza, E., 2000. Local buckling curves for the design of FRP profiles. Thin-Walled Structures, vol. 37, pp. 207-222.

Pierin, I., 2005. Estudo de estabilidade de perfis pultrudados de materiais PRFV. Dissertação, Universidade Federal de Santa Catarina/Florianópolis.

Pietropaoli, E., 2012. Progressive failure analysis of composite structures using a constitutive material model (USERMAT) developed and implemented in ANSYS ©. Appl Compos Mater, vol. 19, pp. 657-668.

Qiao, P.; Davalos, J. F.; Wang, J., 2001. Local buckling of composite FRP shapes by discrete plate analysis. Journal of Structural Engineering, vol. 127 (3), pp. 245-255.

Qiao, P.; Shan, L., 2005. Explicit local buckling analysis and design of fiber-reinforced plastic composite structural shapes. Composite Structures, vol. 70, pp. 468-483.

Reddy, J. N., 2004. Mechanics of laminated composite plates and shells: theory and analysis. 2. Ed. New York. CRC Press.

Sleight, D. W., 1999. Progressive failure analysis methodology for laminated composite structures. Relatório Técnico. National Aeronautics and Space Administration - NASA, TP-1999-209107.

Simulia. ABAQUS/Standard user’s manual, Version 6.12, Providence, RI, USA, 2012.

Tita, V.; Carvalho, J.; Santos, N. C., 2002. Estudo do comportamento mecânico de materiais compósitos utilizando o Método de Elementos Finitos. In: II CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA, João Pessoa.

Tomblin, J.; Barbero, E. J., 1994. Local buckling experiments on FRP columns. Thin-Walled Structures, vol. 18, pp. 97-116.

Tsai, S. W., Wu, E. M., 1971. A general theory of strength for anisotropic materials, Journal of Composite Materials, vol. 5, pp. 58-80.

Downloads

Publicado

2017-02-08

Como Citar

D’Aguiar, S. C. M., Barros, P. S. B., Mororó, L. A. T., & Parente Junior, E. (2017). FLAMBAGEM E COMPORTAMENTO PÓS-CRÍTICO DE COLUNAS LAMINADAS DE PERFIL ABERTO. Revista Interdisciplinar De Pesquisa Em Engenharia, 2(22), 255–273. https://doi.org/10.26512/ripe.v2i22.20878