Análise de fadiga em estruturas excitadas pela ação do vento

Abstract

Fadiga, diminuição gradual da resistência de um material sob carregamentos repetitivos, conduz a um modo de ruptura importante em estruturas sujeitas a carregamentos dinâmicos, e em particular, estruturas sujeitas à ação do vento. Neste trabalho apresenta-se elaborar uma ferramenta para a estimativa do tempo de vida útil à fadiga de uma estrutura com linearidade física e geométrica, sujeita à ação do vento. Para isto, o vento será considerado urna excitação aleatória estacionária e ergódica, atuando na estrutura, que será modelada com elementos finitos tridimensionais. As tensões que ocasionam fadiga são determinadas através de uma análise modal no domínio da freqüência. Também pretende-se, com esta ferramenta, estimar os índices de confiabilidade de projeto com relação à variabilidade das curvas de fadiga.

Fatigue, a gradual decrease in material strength under repetitive loading, leads to an important rupture mode in structures subjected to dynamics loads, in particular, structures subjected to wind action. A numerical tool to estimate lifetime of linear elastic structures, due to fatigue originated by the wind action, is presented in this work. The wind action, is considered as a stationary and ergodic random excitation acting on the structure, which is modeled with three dimensional finite elements. Stress components dueto fatigue are determined by a modal analysis in the frequency domain. Estimation on the design reliability indexes with respect to fatigue curves variability are also an objective of the present work.