Pergunta:
Eu utilizo articulações de barra com deslize na direção longitudinal da barra. No entanto, o cálculo é sempre interrompido devido a uma mensagem de instabilidade. Como é que posso otimizar o sistema adequadamente?
Resposta:
A definição do deslizamento é particularmente difícil para o solucionador devido ao cálculo não linear. A seguir, são apresentadas sugestões sobre como as instabilidades podem ser evitadas.
Incrementos de carga
Ao considerar as não linearidades, normalmente, é difícil encontrar um equilíbrio. As instabilidades podem ser evitadas através da aplicação das cargas em vários incrementos (ver Figura 01). Por exemplo, quando são especificados dois incrementos de carga, metade da carga é aplicada no primeiro passo. As iterações são realizadas até que seja encontrado um equilíbrio. De seguida, no segundo passo, a carga completa será aplicada ao sistema já deformado e as iterações serão executadas novamente até ser alcançado o equilíbrio. Tenha em atenção que os incrementos de carga têm um efeito desfavorável no tempo de cálculo. Por isso, encontra-se predefinido o valor 1 (sem incremento de carga gradual) na caixa de texto. Além disso, é possível especificar separadamente para cada caso de carga e combinação de carga quantas etapas de carga devem ser aplicadas (ver Figura 02). Os parâmetros globais são então ignorados.
Definição do deslizamento
Geralmente, o deslizamento (por exemplo, de uma ligação) é definido através da não linearidade "Influência parcial" (ver Figura 03). Pode ser utilizado para definir o deslocamento de articulação a partir do qual as forças podem ser transferidas. Conforme é visível no diagrama, a paragem, ou seja, a rigidez que atua de acordo com o deslocamento de articulação correspondente, é considerada como rígida (ramificação vertical, ver setas vermelhas). Contudo, em determinadas circunstâncias, isto pode levar a problemas numéricos no cálculo. Para evitar isto, a rigidez que atua após o deslocamento da articulação deve ser reduzida ligeiramente. Isto é conseguido através da definição de uma mola muito rígida (ver Figura 04).
Além da paragem muito rígida, podem ocorrer problemas numéricos dentro do deslizamento. Neste caso, deve ser considerada uma rigidez pequena para a influência do deslizamento, de forma a aumentar ligeiramente a ramificação horizontal. A rigidez selecionada deve ser pequena para não ter uma influência decisiva (ver Figura 05). Esta situação é possível através da não linearidade "Diagrama".
Disposição das articulações de barra
Ao dispor as articulações, deve-se ter cuidado para estas não ficarem definidas na mesma direção em ambas extremidades da barra. Assim sendo, existe um estado no qual a barra não está suficientemente apoiada e o sistema falha logo nas primeiras iterações. Nesse caso, o deslizamento apenas deve ser definido num lado da barra e o tamanho do deslizamento deve ser ajustado adequadamente (ver Figura 06).