CALCULATION OF STRESS CONCENTRATION FACTORS OF PLATES UNDER TENSION VIA COMPUTER PROGRAM DEVELOPED
Resumo
Fatores de concentração de tensão (FsCT) podem ser obtidos experimental, analítica e computacionalmente para alguns conjuntos de casos fixos de geometria e carregamento. Com vistas a obter estes fatores, tabelas e gráficos que relacionam uma razão geométrica e um tipo de carregamento específico com seu fator de concentração de tensão correspondente estão comumente disponíveis. Apesar de estes recursos estarem abundantemente disponíveis para os casos mais comuns, o processo de leitura e interpretação destas fontes frequentemente implicam em erros de paralaxe. De modo a transpassar esta dificuldade, as equações aproximadas ou interpoladas podem ser aplicadas. Contudo, a aplicação da equação adequada de um modo não estruturado pode consumir tempo além do previsto quando há uma determinada quantidade de casos a serem calculados no contexto de um projeto como um todo. Deste modo, o estudo de dois casos geométricos de chapas sob tração na região elástica permitiu a comparação de FsCT obtidos de três maneiras: (a) leitura de gráfico; (b) equações provadas aproximadas; (c) programa de computador específico desenvolvido pelo autor. Adicionalmente, o programa provê o usuário com as tensões nominal e máxima para ambos os casos. Os resultados providos pelo programa foram então validados por meio da comparação com as equações aproximadas aplicadas na modelagem matemática dos gráficos experimentais.
Downloads
Referências
BIDHAR, S.; KUWAZURU, O.; SHIIHARA, Y.; UTSUNOMIYA, T.; HANGAI, Y.; NOMURA, M.; WATANABE, I.; YOSHIKAWA, N. Empirical formulation of stress concentration factor around an arbitrary-sized spherical dual-cavity system and its application to aluminum die castings. Applied Mathematical Modelling, v. 39, n. 1, p. 5707 – 5723, 2015.
BUDYNAS, R. G.; NISBETT, J. K. Shigley’s mechanical engineering design. 8.ed. New York: McGraw-Hill, 2008.
GUNWANT, D.; KSHETRI, R.; RAWAT, K.S. Determination of stress concentration factor in linearly elastic structures with different stress-raisers using FEM. Int. Journal of Engineering Research and Application, v. 6, n. 2, p. 29 – 35, 2016.
HOWLAND, R. C. J. On the stresses in the neighborhood of a circular hole in a strip under tension. Philos, Trans. R. Soc., v. 229, n. 1, series A, p. 49 – 86, 1930.
JR, G. P.; SHAHHOSSEINI, A.M. Development of instructional software for the calculation of form stress concentration factors. Computer Applications in Engineering Education, v. 10, n. 1, p. 1 – 10, 2002.
KANNAN, R. Fatigue assessment of offshore jacket structures: a case study. 2018. 86p. Dissertation (Master’s) – University of Stavanger, Stavanger.
KMECZ, G. M. A study of the effect of drilled holes on the concentration of elastic stresses around a notch. 1972. 93p. Dissertation (Master’s) – Missouri University of Science and Technology, Rolla.
LING, C. B. On stress concentration factor in a notched strip. Trans. ASME Appl. Mech. Sect., v. 35, n. 4, p. 833 – 835, 1968.
MUMINOVIC, A. J.; SARIC, I.; NEDZAD, R. Analysis of stress concentration factors using different computer software solutions. Proceedings of 24th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation. Procedia Engineering, v.69, n.1, p.609-615, 2014.
MUMINOVIC, A. J.; SARIC, I.; NEDZAD, R. Analysis of stress concentration factors using different computer software solutions. Proceedings of 24th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation. Procedia Engineering, v.100, n.1, p.707 – 713, 2015.
OZKAN, M. T.; TOKTAS, I. Determination of the stress concentration factor (Kt) in a rectangular plate with a hole under tensile stress using different methods. Fracture Mechanics and Modelling, v. 58, n. 10, p. 839 – 847, 2016.
PATHAK, R.; GIRI, N.; THAKUR, M.; PRAMOD, K. C.; UPRETY, S. Determination of stress concentration factor by different methods. International Journal of Engineering Research & Technology, v. 7, n. 08, p. 218 – 224, 2018.
PILKEY, W. D.; PILKEY, D. F.; BI, Z. Peterson’s stress concentration factors. 4.ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2020.
SANTOS, A.; GUZMAN, R.; RAMIREZ, Z.; CARDENAS, C. Simulation of stress concentration factors in combined discontinuities on flat plates. Journal of Physics: conference series, v. 743, n. 1, p. 1 – 6, 2016.
YOUNG, W. C.; BUDYNAS, R. G. Roark’s formulas for stress and strain. 7.ed. New York: McGraw-Hill, 2002.
Os autores podem manter os direitos autorais pelo seu trabalho, mas repassam direitos de primeira publicação à revista. A revista poderá usar o trabalho para fins não-comerciais, incluindo direito de enviar o trabalho em bases de dados de Acesso Livre.
