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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2004.tde-15122023-100932
Document
Author
Full name
Sergio Seiji Teramoto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2004
Supervisor
Committee
Alves, Marcilio (President)
Almeida, Pedro Afonso de Oliveira
Bittencourt, Marco Lucio
Title in Portuguese
Flambagem progressiva e global de cascas sujeitas a impacto axial.
Keywords in Portuguese
Ensaios mecânicos
Flambagem
Mecânica das estruturas
Mecânica dos sólidos (Impacto)
Método dos elementos finitos (Impacto)
Abstract in Portuguese
A pesquisa realizada aborda aspectos experimentais, numéricos e teóricos do fenômeno de impacto axial em perfis de seção aberta e em tubos de seção transversal quadrada. A transição entre os modos de flambagem global e progressiva é explorada através de ensaios estáticos em uma prensa e ensaios dinâmicos em um martelo de queda livre. Diferentes valores de massa e velocidade de impacto são aplicados a espécimes de alumínio apresentando condição de contorno simplesmente apoiada ou engastada. A caracterização desses materiais é realizada através de ensaios de tração e de flexão em 3 pontos, e os parâmetros elástico, plástico e de encruamento obtidos são aplicados a um modelo de elementos finitos no programa ABAQUS. O impacto é simulado de forma explícita utilizando imperfeições geométricas no material, apresentando boa correlação em comparação com os experimentos. Resultados numéricos de força e energia são avaliados para se estudar o comportamento dos tubos quadrados e dos perfis abertos. Equações analíticas capazes de prever o tamanho das dobras e da força média são discutidas e aplicadas aos espécimes, e confrontadas com os resultados experimentais e numéricos. Os resultados mostram que alguns parâmetros são importantes e auxiliam na determinação da eficiência e comportamento dessas estruturas quando sujeitas a impacto.
Title in English
Untitled in english
Keywords in English
Buckling
Finite element method (Impact)
Mechanical tests
Solid mechanics (Impact)
Structure mechanics
Abstract in English
Na experimental, numerical and theoretical investigation about axial impact of open cross-section shells and square transversal section tubes is performed. The transition between global and progressive buckling mode is explored by means of quasi-static tests in a press and dynamic tests in a drop hammer rig. Different striking mass and impact velocities are applied to aluminium alloy specimens in simply supported or clamped situations. Material characterization is conducted through tensile and three point bending tests. Elastic, plastic and hardening material properties are so employed in finite element models on ABAQUS program. Using explicit solver, the impact event is simulated considering material geometric imperfections, showing good agreement with experiments. Force and energy values obtained numerically are discussed aiming the understanding of square tubes and open shells behaviour. Superelemnts theory is applied to the specimens and confronted with numerical and experimental results. The conclusion evidences that some parameters are important and useful, allowing to better distinguish among the most crashworthy profiles.
 
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Publishing Date
2023-12-15
 
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