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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38097
Tipo: Dissertação
Título: Análise dinâmica de placas duplas e delgadas pelo método dos elementos de contorno
Autor(es): Rodrigues, Moab Bezerra
Orientador: Mendonça, Ângelo Vieira
Membro da Banca: Costa, Leonardo Medeiros da
Membro da Banca: Oliveira Neto, Luttgardes de
Membro da Banca: Pereira, Arthur Coutinho de Araújo
Resumo: As placas são elementos estruturais amplamente utilizados em aplicações da engenharia, aparecendo em áreas como a Engenharia Civil, Engenharia Mecânica e Engenharia Aeroespacial. Os sistemas de placas duplas, em particular, estão presentes em estruturas sanduíche, estruturas nanométricas e pavimentos rodoviários e ferroviários, sendo os dois últimos submetidos ao regime dinâmico. A análise precisa desses sistemas é essencial, especialmente quando considerada sua interação com fundações elásticas. As soluções analíticas, embora importantes, são frequentemente restritas a geometrias e condições de contorno simples, o que limita sua aplicabilidade. Nesse contexto, neste trabalho tem-se o objetivo prioritário de soluções numéricas, via Método dos Elementos de Contorno (MEC), para o sistema de placas duplas delgadas conectadas por base elástica de Winkler no regime dinâmico permanente. Além disso, em segundo plano, algumas discussões também são estendidas para placas simples isoladas ou apoiadas em fundação elástica de Winkler. As discussões da construção e validação das soluções numéricas neste trabalho seguem as etapas a seguir: inicialmente, as equações diferenciais de movimento definidas no meio contínuo (placa) são transformadas em equações integrais equivalentes válidas no domínio e/ou contorno da placa pela aplicação do método dos resíduos ponderados (onde as equações de movimento são ponderadas por soluções fundamentais). Destaca-se que tanto as equações integrais, quanto as soluções fundamentais do problema dinâmico de placas duplas, até então indisponíveis na literatura, são originalmente deduzidas neste trabalho. A solução discreta do problema dinâmico de placa é construída pela discretização do contorno do problema em elementos de contorno isoparamétricos lineares, que após o cálculo das integrais envolvidas, um sistema algébrico é obtido. Finalmente, após a imposição das condições de contorno, as respostas dinâmicas podem ser obtidas. Alguns exemplos com a solução do MEC são apresentados e validados com soluções analíticas e/ou numéricas, obtendo erros relativos inferiores a 1% para discretização em 32 elementos retos nas placas retangulares e para discretização em 8 elementos em arco nas placas circulares, implicando que as soluções propostas na filosofia do MEC estão coerentes.
Abstract: Plates are structural elements widely used in engineering applications, appearing in fields such as Civil Engineering, Mechanical Engineering, and Aerospace Engineering. Double- plate systems, in particular, are found in sandwich structures, nanometric structures, and highway and railway pavements, the latter two often being subjected to dynamic loading conditions. Accurate analysis of these systems is essential, especially when their interaction with elastic foundations is considered. Although analytical solutions are important, they are frequently restricted to simple geometries and boundary conditions, which limits their applicability. In this context, the primary objective of this work is to develop numerical solutions, using the Boundary Element Method (BEM), for thin double-plate systems connected by a Winkler elastic foundation under steady-state dynamic conditions. In addition, secondary discussions are extended to isolated single plates or single plates supported by a Winkler elastic foundation. The construction and validation of the numerical solutions presented in this study follow these steps: initially, the differential equations of motion defined in the continuous medium (plate) are transformed into equivalent integral equations valid over the domain and/or boundary of the plate through the application of the weighted residual method (where the equations of motion are weighted by fundamental solutions). A key contribution of this work is the original derivation of the fundamental solutions for the dynamic problem of double plates, which were previously unavailable in the literature. The discrete solution of the dynamic plate problem is obtained by discretizing the boundary into linear isoparametric boundary elements. After evaluating the corresponding integrals, an algebraic system is assembled. Finally, once the boundary conditions are imposed, the dynamic responses can be determined. Several examples using the BEM solution are presented and validated against analytical and/or numerical solutions, yielding relative errors lower than 1% for a discretization with 32 straight elements in rectangular plates and 8 curved (arc) elements in circular plates, implying on consistence of BEM solution showed.
Palavras-chave: Placas elasticamente conectadas
MEC
Soluções fundamentais
Kirchhoff
Winkler
Vibração
Elastically connected plates
BEM
Fundamental solution
Kirchhoff’s plate
Winkler’s foundation
Vibrations
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38097
Data do documento: 27-Mar-2026
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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