MÉTODOS INCREMENTALES E ITERADOS CON CUARTO ORDEN DE CONVERGENCIA PARA EL ANÁLISIS NO LINEAL DE ESTRUCTURAS RETICULADAS

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.47820/recima21.v3i4.1283

Palabras clave:

trayectoria de equilibrio en el

Resumen

Para describir el comportamiento no lineal de una estructura, existe la necesidad de obtener su trayectoria de equilibrio en el desplazamiento espacial frente a la carga, que se obtiene iterativamente mediante la resolución de una serie de problemas lineales. Actualmente, los procedimientos de análisis estructural han atraído mucha atención debido a la eficiencia computacional, el costo del análisis, la viabilidad y la aplicabilidad. En este contexto, este artículo propone dos procedimientos incrementales e itativos con un cuarto orden de convergencia, con el propósito de encontrar la solución aproximada del sistema de ecuaciones no lineales que describe el problema. Los análisis estáticos de dos problemas con el comportamiento geométrico no lineal, un haz y una columna, se realizan con el programa gratuito Scilab. Las estructuras se discretizan con la formulación corrotacional del Método de Elementos Finitos. Los enlaces se simulan mediante un elemento de enlace con longitud nula. Las trayectorias de equilibrio se obtienen mediante la técnica de continuación de longitud de arco lineal. La eficiencia computacional de los métodos implementados se compara con el estándar de procedimiento incremental newton-raphson. En conclusión, uno de los algoritmos propuestos fue capaz de obtener la solución aproximada de los problemas con menos iteraciones acumuladas y menor tiempo de procesamiento.

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Biografía del autor/a

  • Luiz Antonio Farani de Souza

    Universidade Tecnológica Federal do Paraná

    Curso de Engenharia Civil

    Área: estruturas

Referencias

CHEN, W. F.; GOTO, Y.; LIEW, J. R. Stability design of semi-rigid frames. New York, USA: John Wiley & Sons, 1996.

CRISFIELD M. A. Non-linear Finite Element Analysis of Solids and Structures. Vol 1. Chichester, England: John Wiley & Sons Ltda, 1991.

DEL SAVIO, A. A.; ANDRADE, S. A. L.; MARTHA, L. F.; SILVA VELLASCO, P. C. G. Um sistema não-linear para análise de pórticos planos semi-rígidos. Revista Sul-Americana de Engenharia Estrutural, Passo Fundo, v. 2, n. 1, p. 97-125, 2005.

HERCEG, D.; HERCEG, D. Some fourth-order methods for nonlinear equations. Novi Sad J. Math, v. 37, n. 2, p. 241-247, 2007.

MAHDAVI, S. H.; RAZAK, H. A.; SHOJAEE, S.; MAHDAVI, M. S. A comparative study on application of Chebyshev and spline methods for geometrically non-linear analysis of truss structures. International Journal of Mechanical Sciences, v. 101, p. 241-251, 2015.

MARTHA, L. F. Ftool – Two-Dimensional Frame Analysis Tool. Versão 4.00.04. Tecgraf/PUC-Rio, 2018.

MAXIMIANO, D. P.; SILVA, A. R. D.; SILVEIRA, R. A. M. Iterative strategies associated with the normal flow technique on the nonlinear analysis of structural arches. Revista Escola de Minas (Impresso), v. 67, n. 2, p. 143-150, 2014.

RAMM, E. Strategies for tracing the nonlinear response near limit points. In: Nonlinear finite element analysis in structural mechanics. Springer, Berlin, Heidelberg, 1981. p. 63-89.

RODRIGUES, P. F. N.; VARELA, W. D.; SOUZA, R. A. Análise de Estratégias de Solução do Problema Não-linear. Revista de Ciência & Tecnologia, v. 8, n. 2, p. 36-49, 2008.

SAFFARI, H.; MANSOURI, I. Non-linear analysis of structures using two-point method. International Journal of Non-Linear Mechanics, v. 46, n. 6, p. 834-840, 2011.

SCILAB, versão 6.1.1. France: ESI Group, 2021.

SEGUNDO, J. S. R.; SILVEIRA, R. A. M.; SILVA, A. R. D.; BARROS, R. C. Combinando as técnicas de busca linear com continuação para a solução de problemas estruturais não lineares. In: XL IBERO-LATIN AMERICAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING, 11-14 novembro, 2019, Natal, Brasil. Anais... Natal: XL CILAMCE, 2019.

SOUZA, L. A. F. D.; CASTELANI, E. V.; SHIRABAYASHI, W. V. I.; ALIANO, A.; MACHADO, R. D. Trusses nonlinear problems solution with numerical methods of cubic convergence order. TEMA (São Carlos), v. 19, p. 161-179, 2018.

SOUZA, L. A. F.; CASTELANI, E. V.; SHIRABAYASHI, W. V. I. Adaptation of the Newton-Raphson and Potra-Pták methods for the solution of nonlinear systems. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 42, n. 1, p. 63-74, 2021.

SOUZA, L. A. F. D.; SANTOS, D. F. D.; KAWAMOTO, R. Y. M.; VANALLI, L. New fourth-order convergent algorithm for analysis of trusses with material and geometric nonlinearities. The Journal of Strain Analysis for Engineering Design, p. 03093247211000528, 2021.

TANG, Y. Q.; ZHOU, Z. H.; CHAN, S. L. Nonlinear beam-column element under consistent deformation. International Journal of Structural Stability and Dynamics, v. 15, n. 05, p. 1450068, 2015.

VAN HAI, N.; NGHIEM, D. N. T.; CUONG, N. H. Large displacement elastic analysis of planar steel frames with flexible beam-to-column connections under static loads by corotational beam-column element. Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE)-NUCE, v. 13, n. 3, p. 85-94, 2019.

YAW, L. L. 2D Co-rotational Truss Formulation. Walla Walla University, 2009.

Publicado

11/04/2022

Cómo citar

MÉTODOS INCREMENTALES E ITERADOS CON CUARTO ORDEN DE CONVERGENCIA PARA EL ANÁLISIS NO LINEAL DE ESTRUCTURAS RETICULADAS. (2022). RECIMA21 - Revista Científica Multidisciplinar - ISSN 2675-6218, 3(4), e341283. https://doi.org/10.47820/recima21.v3i4.1283