Autor: Vinícius Torres Pinto (Currículo Lattes)
Resumo
Placas são componentes estruturais aplicáveis em diversas estruturas de engenharia. Em estruturas navais, tais como, navios e plataformas petrolíferas, as placas são responsáveis por compor grande parte do conjunto estrutural. Para aumentar a rigidez, usualmente são inseridos reforços chamados de enrijecedores, dispostos normalmente nos sentidos longitudinal e/ou transversal das placas. Neste estudo aplicou-se o método Design Construtal para analisar o comportamento mecânico de placas enrijecidas sujeitas a carregamento transversal uniforme quanto às deflexões, através de modelos computacionais desenvolvidos no software ANSYS®, que possui como base o Método dos Elementos Finitos. A análise foi dividida em dois estudos de caso. O primeiro destinou-se a investigar a influência causada pela orientação dos enrijecedores ao comportamento mecânico das placas. Para tal, partindo de uma placa de referência não enrijecida e mantendo o volume total de material constante, parcelas de volume de material da mesma foram removidas da espessura e transformadas em enrijecedores retangulares através da fração volumétrica , que relaciona o volume de material dos enrijecedores com volume de material da placa de referência, para valores de = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 e 0,5. Para cada valor de foram configurados 25 arranjos de placas enrijecidas com diferentes números de enrijecedores retangulares orientados em 0° e 45°. Ainda, em cada arranjo avaliou-se a influência da variação do grau de liberdade dado pela razão entre altura e espessura dos enrijecedores hs/ts. O segundo estudo de caso avaliou a influência de enrijecedores trapezoidais. Para isso, duas etapas foram apresentadas. A primeira destinou-se a descobrir qual seria a melhor razão entre as bases dos enrijecedores trapezoidais orientados em 0°, adotando uma placa com = 0,3 e três enrijecedores nas direções longitudinal e transversal. Com base na primeira etapa, a segunda etapa consistiu na análise de 25 arranjos de placas com diferentes números de enrijecedores trapezoidais (orientados em 0°) nas direções longitudinal e transversal, e assim, avaliou-se a influência quanto às deflexões. Os resultados mostraram que em grande parte dos arranjos de placas com enrijecedores retangulares, orientá-los em 45° é mais vantajoso para a redução das deflexões, quando comparados com enrijecedores retangulares orientados em 0°, principalmente para valores de 0,3, podendo alcançar reduções nas deflexões centrais e máximas maiores do que 60%. Em relação aos arranjos de placas com enrijecedores trapezoidais, estes mostraram-se mais eficientes do que os enrijecedores retangulares orientados em 0° podendo alcançar reduções de até 30% nas deflexões centrais e máximas. Porém em comparação com os enrijecedores orientados em 45° os enrijecedores trapezoidais apresentaram vantagem em apenas alguns casos.