a análise de placas laminadas compostas inteligentes
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7.2 Princípio dos trabalhos virtuais 120 Novamente é evidenciada a integração na espessura dos termos dependentes da respec- tiva coordenada e colocando em evidência as variações dos deslocamentos generalizados a expressão da variação do trabalho virtual externo toma a forma δWe = x y h/2 qsx + qix + z −h/2 3 ρ dz −h/2 Fxdz δu 0 h/2 + qsy + qiy + −h/2 h/2 Fydz δv 0 h/2 + qsz + qiz + Fzdz δw −h/2 0 h h + qsx − qix + zFxdz δψx 2 2 −h/2 h h h/2 + qsy − qiy + zFydz δψy 2 2 −h/2 h3 3 h h/2 + qsx − qix + z 8 8 −h/2 3 Fxdz δψ3x h3 3 h h/2 + qsy − qiy + z 8 8 −h/2 3 Fydz δψ3y dy dx − ü x y 0 h/2 ρ dz + −h/2 ¨ h/2 ψx zρ dz + −h/2 ¨ h/2 ψ3x z −h/2 3 ρ dz δu 0 + ¨v 0 h/2 ρ dz + −h/2 ¨ h/2 ψy zρ dz + −h/2 ¨ h/2 ψ3y z −h/2 3 ρ dz δv 0 + ¨w 0 h/2 ρ dz δw −h/2 0 + ü 0 h/2 zρ dz + −h/2 ¨ h/2 ψx z −h/2 2 ρ dz + ¨ h/2 ψ3x z −h/2 4 ρ dz δψx + ¨v 0 h/2 zρ dz + −h/2 ¨ h/2 ψy z −h/2 2 ρ dz + ¨ h/2 ψ3y z −h/2 4 ρ dz δψy + ü 0 h/2 + ¨ h/2 ψx + ¨ h/2 ψ3x δψ3x + − ¨v 0 npiez k=1 h/2 x z −h/2 3 ρ dz + ¨ h/2 ψy qek y δϕk−1 dy dx z −h/2 4 ρ dz z −h/2 4 ρ dz + ¨ h/2 ψ3y z −h/2 6 ρ dz z −h/2 6 ρ dz h/2 h/2 h/2 + T ndz δu0n + zT ndz δψn + Γσ h/2 −h/2 h/2 −h/2 h/2 + T nsdz δu0s + zT nsdz δψs + −h/2 h/2 −h/2 + T nzdz δw −h/2 0 ds z −h/2 3 T ndz z −h/2 3 T nsdz δψ3y δψ3s dy dx δψ3n (7.33) de onde se pode identificar que a segunda integral é o trabalho virtual das forças de inércia.
7.2 Princípio dos trabalhos virtuais 121 Logo, reunindo-se a expressão da variação do trabalho virtual interno (7.21) à ex- pressão da variação do trabalho virtual externo (7.33) tem-se a expressão do princípio dos trabalhos virtuais − x y npiez + + − k=1 x x y y npiez − Γσ {δε 0 } T {N} + {δκ} T {M} + {δκ3} T {M3} + {δγ 0 } T {Q} + {δκ2} T {Q2} dy dx x y {δEp} (k)T {L} (k) + δϕk−1Jk dy dx qxδu 0 + qyδv 0 + qzδw 0 − mxδψy + myδψx − m3xδ3y + m3yδ3x dy dx fxδu 0 + fyδv 0 + fzδw 0 + fmxδψx + fmyδψy + f3mxδψ3x + f3myδψ3y dy dx q ekδϕk−1 dy dx+ k=1 x y N nδu0n + M nδψn + M 3nδψ3n + N nsδu0s + M nsδψs + M 3nsδψ3s + Qnδw 0 ds = 0 (7.34) onde a primeira integral corresponde à energia potencial de deformação mecânica, a se- gunda à energia potencial associada ao campo elétrico, a terceira integral compreende o trabalho realizado pelas forças de superfície e pelas forças de corpo, a quarta integral corresponde à energia cinética, a quinta integral diz respeito ao trabalho externo realizado pelas cargas elétricas e, finalmente, a sexta integral corresponde ao trabalho externo rea- lizado pelas forças no contorno. Em (7.34) foram definidas as seguintes forças generalizadas no domínio plano h/2 h/2 qx = qsx + qix + Fxdz, −h/2 h/2 qy = qsy + qiy + −h/2 qz = qsz + qiz + Fzdz −h/2 h/2 my = h qsx − qix + 2 m3y = h3 qsx − qix + 8 −h/2 h/2 −h/2 as forças generalizadas aplicadas no contorno Fydz zFxdz, mx = − h h/2 qsy − qiy − 2 z 3 Fxdz, m3x = − h3 qsy − qiy − 8 zFydz −h/2 h/2 −h/2 z 3 Fydz (7.35)
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7.2 Princípio dos trabalhos virtuais 121<br />
Logo, reunindo-se a expressão da variação do trabalho virtual interno (7.21) à ex-<br />
pressão da variação do trabalho virtual externo (7.33) tem-se a expressão do princípio dos<br />
trabalhos virtuais<br />
<br />
−<br />
x<br />
<br />
y<br />
npiez <br />
<br />
+<br />
<br />
+<br />
<br />
−<br />
k=1<br />
x<br />
x<br />
<br />
<br />
y<br />
y<br />
npiez <br />
<br />
−<br />
<br />
Γσ<br />
<br />
{δε 0 } T {N} + {δκ} T {M} + {δκ3} T {M3} + {δγ 0 } T {Q} + {δκ2} T <br />
{Q2} dy dx<br />
x<br />
<br />
y<br />
<br />
{δEp} (k)T<br />
{L} (k) <br />
+ δϕk−1Jk dy dx<br />
<br />
qxδu 0 + qyδv 0 + qzδw 0 <br />
− mxδψy + myδψx − m3xδ3y + m3yδ3x dy dx<br />
<br />
fxδu 0 + fyδv 0 + fzδw 0 <br />
+ fmxδψx + fmyδψy + f3mxδψ3x + f3myδψ3y dy dx<br />
<br />
q ekδϕk−1 dy dx+<br />
k=1<br />
<br />
x y<br />
N nδu0n + M nδψn + M 3nδψ3n + N nsδu0s + M nsδψs + M 3nsδψ3s + Qnδw 0<br />
<br />
ds = 0<br />
(7.34)<br />
on<strong>de</strong> a primeira integral correspon<strong>de</strong> à energia potencial <strong>de</strong> <strong>de</strong>formação mecânica, a se-<br />
gunda à energia potencial associada ao campo elétrico, a terceira integral compreen<strong>de</strong><br />
o trabalho realizado pelas forças <strong>de</strong> superfície e pelas forças <strong>de</strong> corpo, a quarta integral<br />
correspon<strong>de</strong> à energia cinética, a quinta integral diz respeito ao trabalho externo realizado<br />
pelas cargas elétricas e, finalmente, a sexta integral correspon<strong>de</strong> ao trabalho externo rea-<br />
lizado pelas forças no contorno.<br />
Em (7.34) foram <strong>de</strong>finidas as seguintes forças generalizadas no domínio plano<br />
h/2<br />
h/2<br />
qx = qsx + qix + Fxdz,<br />
−h/2<br />
h/2<br />
qy = qsy + qiy +<br />
−h/2<br />
qz = qsz + qiz + Fzdz<br />
−h/2<br />
h/2<br />
my = h<br />
<br />
qsx − qix +<br />
2<br />
m3y = h3 <br />
qsx − qix +<br />
8<br />
−h/2<br />
h/2<br />
−h/2<br />
as forças generalizadas aplicadas no contorno<br />
Fydz<br />
zFxdz, mx = − h<br />
<br />
h/2<br />
qsy − qiy −<br />
2<br />
z 3 Fxdz, m3x = − h3 <br />
qsy − qiy −<br />
8<br />
zFydz<br />
−h/2<br />
h/2<br />
−h/2<br />
z 3 Fydz<br />
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