Dynamic analysis of plates submitted to blast load

Autor: Reis, Ana Waldila de Queiroz Ramiro
Přispěvatelé: Burgos, Rodrigo Bird, Oliveira, Maria Fernanda Figueiredo de, Silva, José Guilherme Santos da, Debona, Gilvan Lunz, Silva, Raul Rosas e
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
Popis: Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-07-16T21:22:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Ana Waldila de Queiroz Ramiro Reis - 2019 - Completa.pdf: 4100013 bytes, checksum: c3c1f87a4e69b2082d7c5b0008e0f04a (MD5) Made available in DSpace on 2021-07-16T21:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Ana Waldila de Queiroz Ramiro Reis - 2019 - Completa.pdf: 4100013 bytes, checksum: c3c1f87a4e69b2082d7c5b0008e0f04a (MD5) Previous issue date: 2019-07-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The behavior of civil engineering structures under blast loads has been studied quite frequently in the last years and much effort has been made to create idealized blast wave curves and predict the corresponding response of structural and protective elements. The blast phenomenon results in an abrupt overpressure wave followed by an underpressure wave, the last being usually disregarded in most structural analyses. However, recent studies show that this suction phase is of paramount importance since it may lead to substantially higher displacements and stresses. In the case of high-intensity pressure waves, structural elements may experience large displacements, thus requiring second-order effects to be included in the analysis. This work investigates the nonlinear dynamic behavior of thin rectangular plates subjected to explosive charges. The problem was modeled as a nonlinear single degree of freedom system by applying von Karman’s theory for large deflections to simply supported and clamped plate configurations. A uniform pressure load simulates the overpressure and underpressure waves by employing the Friedlander equation and a cubic approximation, respectively. Runge-Kutta method was used to solve the equation of motion for displacement amplitude. Numerical solutions for displacements and stresses were derived for several plate geometry configurations and blast loads, making it possible to measure the influence of the suction pressure and the membrane effect on the plate response. O comportamento de estruturas de engenharia civil submetidas a cargas explosivas tem sido estudado com bastante frequência nos últimos anos e muito esforço está sendo aplicado para idealizar curvas e prever as correspondentes respostas estruturais e dos elementos protetivos. O fenômeno de explosão resulta em uma abrupta onda de sobrepressão seguida por uma onda de sobpressão, sendo esta última normalmente desconsiderada na maioria das análises estruturais. Contudo, recentes estudos alegam que a fase de sucção é primordial, de forma que pode levar a deslocamentos e tensões substancialmente maiores. No caso de ondas de explosão de alta intensidade, elementos estruturais experimentam grandes deslocamentos, de forma que efeitos de segunda ordem devem ser incluídos nas análises. Este trabalho investiga a influência da não linearidade na análise dinâmica de placas submetidas a cargas explosivas. O problema foi modelado considerando um sistema não linear de um grau de liberdade com a aplicação da teoria de von Karman para grandes deflexões, considerando as configurações de apoio simples e engastado. Uma carga de pressão uniforme é simulada para os casos de ondas sobrepressão e sobpressão com a implementação da equação de Friedlander e a aproximação cúbica, respectivamente. O método de Runge-Kutta é usado para solucionar as equações de movimento para deslocamentos. Soluções numéricas para deslocamentos e tensões foram obtidas para placas com variadas configurações geométricas e ondas de explosão, tornando possível mensurar a influência da pressão de sucção e do efeito de membrana na resposta.
Databáze: OpenAIRE
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