Análise numérica do comportamento de perfis formados a frio com perfurações enrijecidas.
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Data
2022
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Resumo
O uso dos Perfis Formados a Frio (PFF) é bastante amplo, podendo ser utilizado na
indústria automobilística e aeronáutica, na construção civil, em sistemas de
armazenagem, etc. Os furos podem estar presentes nos elementos estruturais com
o intuito de compatibilização com os projetos de instalações prediais ou para
encaixes das ligações nos sistemas de armazenagem. Os estudos apontam que
furos nas barras ocasionam diminuição da capacidade de carga assim como
influencia os modos de flambagem. Com o objetivo de minimizar a queda de
resistência das barras com furos, a indústria vem desenvolvendo uma nova geração
de barras de Perfis Formados a Frio com furos com bordas enrijecidas. Os estudos
apontam para um aumento da capacidade de carga, podendo restaurar ou até
mesmo superar os níveis apresentados em Perfis Formados a Frio sem furos. O
estudo de Perfis Formados a Frio com furos enrijecidos nas bordas é importante
visto que as diversas normas como ABNT NBR 14762:2010 (ABNT, 2010), AISI
S100-16, 2016 (AISI, 2016) e AS/NZS 4600:2018 (AS/NZS, 2018) que tratam dos
Perfis Formados a Frio ainda não fornecem uma orientação direta sobre colunas
com furos enrijecidos nas bordas. Neste trabalho, um modelo numérico baseado no
Método dos Elementos Finitos e implementado por meio do software ANSYS foi
usado para avaliar o valor característico da força axial de compressão resistente,
associado à flambagem local e distorcional, de forma isolada. O modelo numérico
proposto foi validado por comparação com resultados experimentais presentes na
literatura. A Teoria Generalizada de Vigas (GBT) auxiliou na escolha das seções
transversais e comprimento da coluna no modelo de elementos finitos. A partir das
seções selecionadas foi realizado um conjunto de 300 simulações com o modelo
numérico proposto validado, avaliando dois modos de flambagem: local e
distorcional e três aços com tensões de escoamento diferentes: CF-30, ZAR 250 e
ZAR 400. Foram avaliados perfis sem furo (SF), perfis com um furo não enrijecido
(FNE) e perfis com um furo enrijecido (FE). Foram adotados três diâmetros para o
furo e adotados dois comprimentos do enrijecedor da borda do furo. Os resultados
indicaram que os furos enrijecidos podem aumentar a capacidade resistente e
reduzir tensões e deslocamentos em relação aos perfis com furos não enrijecidos e
mesmo aos perfis formados a frio sem perfurações.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia das Construções. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Chapas de aço - processo a frio, Ligações parafusadas - furos com bordas enrijecidas, Flambagem - mecânica, Método dos Elementos Finitos
Citação
NICOLAU, Igor Amaral Neves de. Análise numérica do comportamento de perfis formados a frio com perfurações enrijecidas. 2022. 77 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia das Construções) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.