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Ingeniare. Revista chilena de ingeniería

versión On-line ISSN 0718-3305

Ingeniare. Rev. chil. ing. v.17 n.2 Arica ago. 2009

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-33052009000200014 

Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 17 Nº 2, 2009, pp. 256-266

 

ESTRATÉGIA PARA MODELAGEM NUMÉRICA DE SISTEMAS MISTOS CONSIDERANDO DIFERENTES MODELOS DE RUPTURA PARA OS MATERIAIS 

STRATEGY FOR NUMERIC MODELLING OF COMPOSITE SYSTEMS CONSIDERING DIFFERENT MODELS OF RUPTURE FOR THE MATERIALS

 Julio Cesar Molina1                          Carlito Calil Junior1

 

1 EESC/USP. Av. Trabalhador São Carlense, 400, Centro, São Carlos-SP. CEP 13560-970. Brasil. E-mail: juliocesarmolina@yahoo.com.br


RESUMO

Este artigo apresenta a estratégia utilizada na modelagem numérica de um corpo-de-prova misto de madeira e concreto, com sistema de conexão metálico, sob carregamento. A modelagem do sistema foi efetuada a partir de um modelo tridimensional, que utiliza o software ANSYS, versão 10.0, que tem como base o Método dos Elementos Finitos, onde foram considerados diferentes modelos de ruptura para os materiais unidos, além de elementos de contato nas interfaces dos mesmos. Os elementos finitos, assim como os materiais utilizados, foram escolhidos em função de suas representatividades perante os comportamentos a serem simulados, para que, dessa forma, fosse possível a consideração de efeitos importantes como plasticidade e ortotropia para os materiais. Os resultados obtidos a partir da modelagem proposta foram comparados com os resultados experimentais de ensaios de cisalhamento, realizados em corpos-de-prova mistos com carregamento aplicado até a ruptura e o erro obtido, neste caso, foi de até 15%. A finalidade deste trabalho é servir de base para a modelagem de sistemas estruturais, presentes em diversas áreas da engenharia, dentre elas, mecânica e civil, onde são utilizados materiais com diferentes comportamentos estruturais. A modelagem proposta possibilita a análise global do modelo assim como a análise dos aspectos localizados de interesse como a concentração de tensões, efeito de difícil quantificação em uma análise experimental.

Palabras clave: Sistema misto madeira-concreto, modelagem numérica, ensaios de cisalhamento, modelos de ruptura. 


ABSTRACT 

This paper shows the strategy used in the numeric modeling of a composite specimen of wood and concrete, with metallic connection system, with applied cyclical load. The modeling of the system was made starting from a three-dimensional model, using the software ANSYS, version 10.0, that has as base the Method of the Finite Elements, in which different rupture models were considered for the materials, besides contact elements in the interfaces of the materials. The finite elements, as well as the materials used were chosen in function of representativeness for the behaviors to be simulated, in thus was possible the consideration of important effects as plasticity and ortotropia for the materials. The results obtained from the proposed modeling were compared with the experimental results of shear tests in composite specimens with load applied until the rupture, and the error obtained, in this case, was 15%. The aim of this work is to serve as base for the modeling of structural systems, present in several areas of engineering, among them, mechanics and civil, where materials with different structural behaviors are used. The proposed modeling makes possible the global analysis of the model and locates aspects of interest as the concentration of stress, effect of difficult quantification in an experimental analysis. 

Keywords: Wood-concrete composite systems, numeric modeling, push-out tests, rupture models.


AGRADECIMENTOS 

À FAPESP pelo apoio financeiro da pesquisa. 

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Received: May 9, 2007, Accepted: June 4, 2009