Curso Online de Teoria das placas e cascas

TEORIA DA ELASTICIDADE

Autor: Luiza Assunção

TEORIA DA FLEXÃO DE PLACAS E TEORIA DAS CASCAS

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO
ASPECTOS HISTÓRICOS
TEORIA DAS PLACAS
TEORIA DAS CASCAS
CONCLUSÃO

ASPECTOS HISTÓRICOS

Nos primeiros estágios do desenvolvimento, o homem provavelmente aprendeu sobre as diversas formas observando o que havia ao seu redor na natureza, como por exemplo, as cascas das ostras, as árvores, vegetais, pedras, cavernas e outros.

Nos últimos séculos surgiram alguns materiais estruturais tais como o aço, concreto e ligas de alumínio.
O surgimento destes materiais fez uma verdadeira revolução nos conceitos até então conhecidos de desenhos estruturais, permitindo a criação de inúmeras novas possibilidades de trabalho para engenheiros e arquitetos. Porém as mudanças não se deram somente pelo surgimento de novos materiais, foi necessário desenvolver estudos sobre possibilidades estruturais, princípios do desenho estrutural e também do formato das construções.

O extenso uso de elementos estruturais endurecidos começou no século dezenove, principalmente com as aplicações de placas de aço em cascos de navio e com o desenvolvimento de pontes de aço e estruturas de aeronaves. Estruturas consistindo de placas finas endurecidas têm encontrado também vasta aplicação em outros campos da indústria moderna.
Historicamente, o desenvolvimento das aplicações das placas pode ser dividido em quatro grupos: Arquitetura Naval, Engenharia de Pontes, Desenho de Aeronaves e Construções.

ARQUITETURA NAVAL

É de conhecimento que os Egípcios a cerca de 5000 anos atrás desenvolveram embarcações feitas de pranchas presas ao redor de cavernas de madeira, utilizando princípios como os empregados atualmente. Antigos navios Vikings também eram feitos de pranchas de madeira ligadas dentro das chamadas costelas das embarcações. Essa característica estrutural dos navios não sofreu tantas modificações estruturais durante séculos, até que em 1835, J. Scott Russel, grande projetista inglês de navios, fez a primeira grande modificação nos barcos de metal, quando introduziu o sistema longitudinal de construção dos navios.

Uma grande contribuição foi feita por Boobnov no período de 1902 a 1914. Consistia de uma análise de tensões para as placas endurecidas por um sistema de vigas interconectadas longitudinal e transversalmente. Ele foi o primeiro a utilizar a “Teoria de Flexão de Placas” no projeto estrutural de navios, demonstrando que as deflexões das placas sob pressões hidrostáticas não são normalmente pequenas, entretanto não somente as flexões, mas o alargamento do plano médio das placas deveria ser considerado

Timoshenko, na qualidade de consultor de engenharia, participou da análise da estabilidade elástica de placas sob várias condições de carregamento, realizado pela primeira vez nos Encouraçados Russos. Para solucionar o problema de placas reforçadas, Timoshenko propôs um método baseado na consideração de energia do sistema, aplicando com sucesso nos problemas práticos.

ENGENHARIA DE PONTES

No campo de engenharia de pontes, os primeiros experimentos com estruturas de paredes finas que falharam através de instabilidade foram feitos por Sthephenson e Hodgkinson durante o projeto da “ BRITANIA AND CONWAY TUBULAR BRIDGE”, em 1845. Após completados estes testes, as dimensões finais das seções cruzadas foram mudadas, tendo tanto a base quanto as partes superiores reforçadas por colunas verticais.

Outros inúmeros desenvolvimentos foram feitos na estruturas de pontes até os dias atuais, citando-se, por exemplo, a construção da Ponte Rio – Niterói, citada no Guiness Book por ter o maior vão central sobre o canal de navegação em viga reta metálica do mundo.