Implementação de API REST para automação de fluxos de modelagem computacional para a aplicação do design construtal e da busca exaustiva para otimização geométrica de placas com enrijecedores submetidas à flambagem elasto-plástica biaxial
Autor: Andrei Ferreira Lançanova (Currículo Lattes)
Resumo
Placas com enrijecedores são utilizadas em vários contextos de engenharia. Quando uma placa está submetida a carregamentos compressivos, pode sofrer um fenômeno denominado flambagem. Quando a compressão se dá em duas direções perpendiculares entre si, a flambagem é dita biaxial. A flambagem elástica nao determina a falha de uma placa, sendo possível incrementar carga além da carga crítica até atingir a tensão última de flambagem. Para melhorar o desempenho de uma placa, pode-se utilizar enrijecedores. Estes agregam complexidade para o cálculo analítico de tensoes, de modo que abordagens numéricas como a do Método dos Elementos Finitos (MEF) se tornam boas alternativas. Além disso, APIs REST (Interfaces de Aplicação Programadas com Transferência de Estado Representacional) facilitam a manipulação e tratamento de dados de produção científica. Assim, o presente trabalho desenvolve a implementação de uma API REST com a biblioteca Django Rest Framework, integrada ao Ansys Mechanical APDL através da biblioteca PyMAPDL, para automação dos fluxos de modelagem computacional de placas com enrijecedores submetidas à flambagem elasto-plástica biaxial. Foi escolhido o elemento finito SHELL281 para a discretização com MEF, por este ser mais adequado para a modelagem de placas finas e moderadamente espessas. A verificação do modelo computacional e da API REST demonstrou boa concordância com a literatura para todos os casos analisados. A API REST desenvolvida foi utilizada em um estudo de caso com o Método Design Construtal para a avaliação geométrica de placas com enrijecedores submetidas à flambagem elasto-plástica biaxial, onde avaliou-se múltiplas combinações SP(Nls;Nts;hs/ts) dos graus de liberdade hs/ts, Nls = {2,3,4,5} e Nts = {2,3,4,5} com uma restrição fração volumétrica phi = 0,3 e um volume total Vt = 0,028 m³, para estudar seu efeito nos indicadores de performance tensao última de flambagem biaxial normalizada(NUS2A) e deflexão máxima normalizada com relação à flambagem biaxial (NMD2A). Os resultados mostraram que a melhor performance para NUS2A aconteceu na configuração geom´etrica SP(4;2;4,800) que obteve NUS2A = 5,717, enquanto a melhor performance para NMD2A se deu na configuração geométrica SP(3;2;5,466) que obteve NMD2A = 0,039, em relação à placa de referência. Também foi realizado um estudo comparativo entre os resultados de flambagem uniaxial e biaxial, que mostrou que o uso de enrijecedores melhora o desempenho frente a flambagem elasto-plástica biaxial de forma mais significativa do que para a uniaxial.