ANÁLISE DO EFEITO DE TENSÕES RESIDUAIS NAS VIBRAÇÕES E ESTABILIDADE DE PLACAS RETANGULARES

Alexandre Campos Bezerra¹; Domingos Alves Rade¹

¹ UFU

Resumo

É bem conhecido o fato que tensões de membrana influenciam diretamente sobre o comportamento à flexão (dinâmico e estático) de elementos estruturais. Este efeito é conhecido como "stress-stiffening" (enrijecimento por tensão) e não resulta apenas de tensões geradas por carregamentos externos aplicados, mas também de tensões de natureza residual. Este tipo de tensão é gerado nos mais diversos processos de fabricação, sendo, geralmente, indesejadas por trazer prejuízo às propriedades do material. No entanto, é possível introduzir inteligentemente tensões residuais que venham melhorar o comportamento mecânico de uma placa retangular. Neste trabalho, utiliza-se o método dos elementos finitos para simular alguns procedimentos de geração de tensões residuais em uma placa inicialmente livre de tensões. Estes procedimentos envolvem, basicamente, a aplicação de forças ou temperaturas em pontos variados da placa. Análises elastoplásticas são realizadas, já que, neste caso, a deformação plástica não-uniforme é a principal geradora de tensão residual. Análises dinâmicas subseqüentes são efetuadas para avaliar a alteração das freqüências naturais dos cinco primeiros modos de vibração da placa. Simulações numéricas são apresentadas, ressaltando-se o campo de tensões residuais obtido em cada procedimento testado. A variação das freqüências naturais em função dos parâmetros impostos (temperatura ou força) em cada tratamento é evidenciada, destacando-se a freqüência do primeiro modo de vibração, a partir da qual é possível inferir uma alteração na resistência à flambagem da estrutura. Com base nos resultados obtidos, conclui-se sobre a possibilidade de melhoria no comportamento dinâmico e estático de estruturas a partir da introdução intencional de tensões residuais.

Palavras-chave: Tensão Residual; Freqüência Natural; Placa