Impact analysis methodology for elastic systems using the finite element method and explicit time integration.

O fenômeno de impacto mecânico entre corpos sólidos está presente em diversas áreas da engenharia. Exemplos atuais deste tipo de problema podem ser encontrados no projeto de elementos de máquinas, sistemas de transporte como containers com material nuclear, tubulações em indústrias químicas, autoveículos e várias outras estruturas que devem obedecer à códigos de segurança estabelecidos por legislações governamentais. Na maioria destes casos, o conhecimento das tensões oriundas do impacto entre os corpos é fundamental para evitarem-se fa-lhas nas estruturas projetadas, predizer danos indesejáveis, diminuir coeficientes de segurança, etc. Neste contexto, é proposta neste trabalho uma metodologia de projeto contra impacto em sistemas mecânicos elásticos baseada nas equações de superfície de tensão máxima, que representam diferentes situações de impacto em uma determinada geometria. O Método dos Elementos Finitos com a integração explícita no tempo é aplicado para resolver o problema dinâmico associado ao impacto. Como exemplos de aplicações são estudados um suporte e um eixo chavetado.Impact between solid bodies is present in many areas of engineering. Relevant examples of this sort of problem can be found in machine element design, transport systems such as containers for nuclear material, pipes in chemical plants, vehicles and many others structures that should comply with safety codes issued by govern agencies. In the majority of these cases, the knowledge of the stresses due to the impact between the bodies is fundamental to avoid failures on the designed structures, to predict undesired damages, and to decrease safety factors. Therefore, in this work a design methodology for linear mechanical systems submitted to impact is proposed. It is based on the surface of maximum stress which represents different crash situations for a given elastic model. The Finite Element Method with the explicit time integration algorithm is used to solve the associated dynamic problem. Examples are presented such as a bracket and a shaft