Implementação computacional de elemento finito triangular (CST) para análise de estruturas em estados planos de tensão e de deformação.

Alencar, Henzo Alexsander Menezes

Implementação computacional de elemento finito triangular (CST) para análise de estruturas em estados planos de tensão e de deformação.

dc.contributor.advisor	Almeida, Francisco José Pereira de
dc.contributor.author	Alencar, Henzo Alexsander Menezes
dc.date.accessioned	2026-03-03T21:10:06Z
dc.date.issued	2026-03-03
dc.description.abstract	This work presents the development and implementation of a computational code in Python, named PMEF, based on the Finite Element Method (FEM) for two-dimensional analysis under plane stress and plane strain assumptions. The formulation employs linear triangular elements of the Constant Strain Triangle (CST) type, including the construction of strain–displacement matrices, constitutive matrices, and element stiffness matrices, followed by assembly of the global stiffness matrix. The program considers the application of concentrated and distributed loads, the enforcement of essential boundary conditions through direct elimination of prescribed degrees of freedom, and the solution of the linear system using NumPy routines. Additionally, post-processing routines are implemented for visualization of displacement, stress, and strain fields using the Matplotlib library. The code is validated through comparison with analytical solutions and verification of structural symmetry. Finally, the limitations of the CST element are discussed and suggestions for future work are presented.	por
dc.description.areaconhecimentocnqp	Engenharias
dc.description.curso	Engenharia Civil (Bacharelado)	pt_BR
dc.description.resumo	Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação de um código computacional em Python, denominado PMEF, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF) para a análise bidimensional sob as hipóteses de estado plano de tensão e estado plano de deformação. A formulação emprega elementos triangulares lineares do tipo Constant Strein Triangle (CST), contemplando a construção das matrizes de deformação–deslocamento, das matrizes constitutivas e das matrizes de rigidez dos elementos, seguidas da montagem da matriz de rigidez global. O programa considera a aplicação de carregamentos concentrados e distribuídos, a imposição de condições de contorno essenciais por eliminação direta dos graus de liberdade prescritos e a resolução do sistema linear por meio de rotinas da biblioteca NumPy. Adicionalmente, são implementadas rotinas de pós-processamento para a visualização dos campos de deslocamento e de tensões e de deformações utilizando a biblioteca Matplotlib. A validação do código é realizada por comparação com soluções analíticas, verificação de simetria estrutural. Por fim, discutem-se as limitações do elemento CST e apresentam-se sugestões para trabalhos futuros
dc.identifier.citation	Alencar, Henzo Alexsander Menezes. Implementação computacional de elemento finito triangular (CST) para análise de estruturas em estados planos de tensão e de deformação. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Cariri, Juazeiro do Norte, 2026.
dc.identifier.uri	https://repositorio.ufca.edu.br/handle/123456789/107
dc.subject	Método dos elementos finitos
dc.subject	Estado Plano de Tensão
dc.subject	Estado Plano de Deformação
dc.subject	Elemento Triangular Linear
dc.subject	Python
dc.title	Implementação computacional de elemento finito triangular (CST) para análise de estruturas em estados planos de tensão e de deformação.
dc.type	Trabalho de Conclusão de Curso

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