Elementos Finitos - Formulação e Aplicação na Estática e Dinâmica das Estruturas

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  • Descrição
    Elementos Finitos - Formulação e Aplicação na Estática e Dinâmica das Estruturas

    Este livro visa dar condições ao leitor de compreender o Método dos Elementos Finitos. São apresentados os seus fundamentos e formulações em análise estática e dinâmica de estruturas, assim como são detalhados os desenvolvimentos dos elementos mais básicos, e fornecidas informações de como utilizá-los. A abordagem é indutiva e com equilíbrio entre a consistência matemática e a conceituação física. E, na medida do possível, os conceitos e desenvolvimentos são elucidados com exemplos simples.
  • Sobre o Autor
  • Especificação

    Características

    Tipo de LivroLivro Físico

    Especificações

    Sobre o Autor Humberto Lima Soriano
    Humberto Lima Soriano Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Minas Gerais (1969), mestrado em Engenharia Civil pela COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro (1971) e doutorado em Engenharia Civil pela COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro (1979). Atualmente é professor titular da Universidade do Estado do Rio de Janeiro onde leciona na graduação da Engenharia Civil e na pós-graduação da Engenharia Mecânica. Tem experiência principalmente nos temas: análise de estruturas em comportamento estático e dinâmico, linear e não linear, método dos elementos finitos e desenvolvimento de sistema computacional de análise de estruturas. Atualmente, tem-se dedicado à escrita de livros em sua Área de conhecimento. Para mais informações sobre o autor, viste o site: http://lattes.cnpq.br/7220472915006278
    Site: http://lattes.cnpq.br/7220472915006278
    Informações TécnicasSumário

    Capítulo 1 – Apresentação
    1
    1.1 Introdução 1
    1.2 Evolução do desenvolvimento do Método dos Elementos Finitos 3
    1.3 Estabelecimento de um modelo matemático 4
    1.4 O que é o Método dos Elementos Finitos? 8
    1.5 Como utilizar o Método dos Elementos Finitos em Estruturas? 18
    1.5.1 Modelos de estruturas e correspondentes elementos 19
    1.5.2 Construção de modelos discretos 28
    1.5.3 Tipos de análise 46
    1.5.4 Validação de resultados 55
    1.6 Exercícios propostos 61
    1.7 Questões para reflexão 63
    Capítulo 2 – Métodos de Aproximação Direta do Contínuo 65
    2.1 Noções de Cálculo Variacional 67
    2.2 Método de Rayleigh-Ritz 80
    2.3 Método de Galerkin 90
    2.4 Princípio dos Deslocamentos Virtuais 102
    2.5 Funcional Energia Potencial Total 106
    2.6 Exercícios propostos 109
    2.7 Questões para reflexão 113
    Capítulo 3 – Elementos Finitos Unidimensionais 115
    3.1 Elemento linear 117
    3.2 Elementos de viga na formulação de deslocamentos 130
    3.2.1 Elemento de quatro deslocamentos nodais
    e de coordenada dimensional 130

    3.2.2 Elemento de quatro deslocamentos nodais
    e de coordenada adimensional 138
    3.2.3 Elemento de cinco deslocamentos nodais 140
    3.3 Condensação estática de graus de liberdade 143
    3.4 Consideração das condições essenciais de contorno 146
    3.4.1 Técnica de ordenação e eliminação de parâmetros nodais 146
    3.4.2 Técnica de zeros e um 149
    3.4.3 Técnica do número grande 150
    3.5 Formulação mista 151
    3.6 Exercícios propostos 156
    3.7 Questões para reflexão 159
    Capítulo 4 – Elementos Finitos Básicos 161
    4.1 Formulação de deslocamentos 162
    4.1.1 Elemento triangular 169
    4.1.2 Elemento tetraédrico 175
    4.1.3 Elemento quadrilateral 178
    4.1.4 Elemento hexaédrico 186
    4.1.5 Elementos axissimétricos 192
    4.2 Formulação mista em Teoria da Elasticidade 194
    4.3 Integração de Gauss 196
    4.3.1 Caso de uma variável independente 196
    4.3.2 Caso dos elementos quadrilaterais e hexaédricos 200
    4.3.3 Caso dos elementos triangulares e tetraédricos 202
    4.3.4 Escolha do número de pontos de integração 210
    4.4 Critérios de convergência 212
    4.5 Exercícios propostos 220
    4.6 Questões para reflexão 225
    Capítulo 5 – Análise Dinâmica – Sistemas de um Grau de Liberdade 227
    5.1 Equação diferencial de equilíbrio 230
    5.2 Vibração livre não amortecida 231
    5.3 Vibração livre amortecida 234
    5.4 Vibração amortecida sob força harmônica 240
    5.5 Vibração amortecida sob força periódica 250
    5.5.1 Série de Fourier em forma trigonométrica 251
    5.5.2 Série de Fourier em forma exponencial 254
    5.6 Vibração amortecida sob força aperiódica 256
    5.6.1 Integral de Duhamel 256
    5.6.2 Resolução através do domínio da frequência 263
    5.6.2.1 Transformada contínua de Fourier 263
    5.6.2.2 Transformada discreta de Fourier 267
    5.6.3 Integrações em procedimento passo a passo 276
    5.6.3.1 Integração de Newmark 277
    5.6.3.2 Integração de Wilson – ? 279
    5.6.3.3 Integração por segmentos lineares da excitação 282
    5.7 Vibração por movimento do suporte 287
    5.7.1 Movimento harmônico 288
    5.7.2 Excitação sísmica 291
    5.8 Exercícios propostos 298
    5.9 Questões para reflexão 300
    Capítulo 6 – Análise Dinâmica - Sistemas de Multigraus de Liberdade 303
    6.1 Equações diferenciais de equilíbrio 304
    6.1.1 Elemento finito unidimensional de viga 305
    6.2.2 Elementos finitos bi e tridimensionais 308
    6.2 Vibração livre não amortecida 311
    6.3 Vibração não amortecida sob força harmônica 321
    6.4 Método de superposição modal 324
    6.4.1 Amortecimento clássico 327
    6.4.2 Correção estática dos modos superiores 333
    6.4.3 Vibração amortecida sob força harmônica 335
    6.4.4 Vibração amortecida sob força periódica 336
    6.4.5 Vibração amortecida sob força aperiódica 337
    6.4.5.1 Integração por segmentos lineares da excitação 338
    6.4.5.2 Resolução através do domínio da frequência 340
    6.5 Método com espectro de resposta 342
    6.6 Método de integração direta 347
    6.6.1 Integração de Newmark 348
    6.6.2 Integração de Wilson – ? 349
    6.7 Método de resolução direta através do domínio da frequência 360
    6.8 Exercícios propostos 363
    6.9 Questões para reflexão 365
    Anexo I – Noções de Teorias de Viga 367
    I.1 Teoria de Bernoulli-Euler 367
    I.2 Teoria de Timoshenko 372
    Anexo II – Noções da Teoria de Elasticidade 375
    II.1 Variáveis do problema elástico 375
    II.2 Relações entre os deslocamentos e as deformações 377
    II.3 Relações entre as deformações e as tensões 379
    II.4 Equações diferenciais de equilíbrio 385
    II.5 Condições de contorno e iniciais 387
    Anexo III – Noções de Condução de Calor 389
    Notações 391
    Glossário 393
    Bibliografia 403
    Índice Remissivo 407

    Informações Técnicas

    Nº de páginas:432
    Origem:Nacional
    Editora:Editora Ciência Moderna
    Idioma:Português
    Edição:1ª Edição
    Ano:2009
    ISBN:9788573938807
    Encadernação:Brochura
    Autor:Humberto Lima Soriano
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