ANÁLISE DE CONFIABILIDADE ESTRUTURAL DE PROBLEMAS BASEADOS NA MECÂNICA DOS SÓLIDOS

Resumo

RESUMO: A Mecânica dos Sólidos, a partir de hipóteses simplificadoras, fornece modelos de cálculo que podem ser aplicados a vários problemas estruturais e estabelece as bases e o entendimento para o desenvolvimento de teorias e a construção de modelos mais complexos. Entretanto, dentro deste contexto, é comum desprezar as incertezas inerentes às propriedades dos materiais envolvidos, às condições de contorno e à geometria do problema. Neste artigo, ferramentas da Teoria da Confiabilidade Estrutural são aplicadas a problemas estruturais baseados na Mecânica dos Sólidos no intuito de analisá-los considerando algumas das incertezas envolvidas. Para isso, o método de Simulação de Monte Carlo é empregado na análise de confiabilidade de duas vigas. No estudo da primeira estrutura, busca-se investigar a influência da correlação entre variáveis aleatórias na probabilidade de falha do elemento estrutural. Na segunda estrutura, analisa-se o efeito da utilização de materiais com diferentes comportamentos (frágeis ou dúcteis) e, consequentemente, diferentes critérios de ruptura, sobre a probabilidade de falha estimada. Verifica-se que as análises de confiabilidade estrutural podem fornecer muitas informações que estão fora do escopo das soluções determinísticas. Tais informações permitem uma avaliação mais precisa da segurança estrutural e podem também levar a um melhor entendimento do modelo estrutural em questão. ABSTRACT: The Solid Mechanics, from simplifying assumptions, provides calculation models that can be applied to various structural problems and establishes the foundation and the understanding for the development of theories and the construction of more complex models. However, within this context, it is common to despise the uncertainties inherent to the properties of the materials involved, the boundary conditions and the geometry of the problem. In this article, Structural Reliability Theory tools are applied to structural problems based on Solid Mechanics in order to analyze them considering some of the uncertainties involved. For this, the Monte Carlo simulation method is used in the reliability analysis of two beams. In the first structure, study seeks to investigate the influence of correlation between random variables on the probability of failure of the structural element. In the second one, the effect of using materials with different behavior (ductile or brittle) and, consequently, different rupture criteria on the estimated probability of failure is analyzed. Structural reliability analysis can provide information which usually is outside the scope of deterministic solutions. Such information enables a more accurate assessment of structural safety and may lead to a better understanding of the structural model in question.