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Elementos de Contato

Estão disponíveis duas opções de modelos materiais para os elementos de contato. É possível selecionar o modelo elástico, com a possibilidade de visualizar as tensões de contato enquanto se assume um comportamento elástico ao longo da interface, ou o modelo plástico. O modelo plástico baseia-se no modelo clássico de Mohr-Coulomb com tensão de corte.

Este modelo é adequado para modelar separação por tração. Em algumas aplicações, como é o caso das estruturas de contenção, este modelo é vital para obter estimativas relevantes da resposta do solo e da estrutura.

Os parâmetros base do modelo são a coesão c, coeficiente de atrito μ e ângulo de dilatação ψ. Os parâmetros c e μ podem ser definidos diretamente, ao reduzir os parâmetros da resistência do solo c e tan(φ) adjacente ao contato. Se o contato se verificar entre dois solos (rochas), o que possuir valores mais reduzidos de c e φ é utilizado no processo de redução.

Os parâmetros de contato são definidos como:

Se não estiver disponível nenhuma informação melhor acerca dos parâmetros de redução, é possível utilizar os valores seguintes. Para estruturas metálicas em solos arenosos, o parâmetro de redução igual a 2/3 é razoável, enquanto que para argilas o valor de 1/3 pode ser utilizado. Estes parâmetros tendem a aumentar quando se utilizam estruturas de concreto. De forma geral, os parâmetros devem ser inferiores a 1. O ângulo de dilatação assume o mesmo papel que para o caso dos modelos de solo normais. De notar que, ao definir ψ = 0, assume-se um comportamento elástico à tração/compressão. A deformação plástica é limitada para o cisalhamento.

Os parâmetros adicionais do modelo material de contato são a rigidez elástica nas direções normal e tangencial, kn e ks, respetivamente. Estas podem ser imaginadas como a rigidez de molas ao longo de uma interface. Uma definição correta destes valores não é simples e normalmente consiste num problema dependente. Como breve explicação, é possível relacionar estes parâmetros de rigidez aos parâmetros materiais do solo adjacente ao contato. As equações seguintes podem ser aplicadas:

onde:

t

-

espessura assumida (fictícia) da camada (interface) de contato

G

-

módulo de elasticidade de cisalhamento

E

-

módulo de elasticidade de Young

No caso de materiais distintos (E1, E2, G1, G2), assumem-se os valores mais reduzidos de ks e kn.

Embora no caso de um comportamento totalmente plástico a seleção dos parâmetros ks e kn não seja essencial, os valores atribuídos a estes parâmetros são decisivos para o sucesso da análise de um problema não linear. Se estes valores forem demasiado elevados (acima de 100000 kN/m3), o processo iterativo pode oscilar. Por outro lado, definir valores demasiado reduzidos para ks e kn (abaixo de 10000 kN/m3) leva a deformações da estrutura irrealistas.

O valor de origem do programa é 10000 kN/m3.

Visualização da rigidez elástica

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