Análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas via Método dos Elementos de Contorno (2017)
- Authors:
- Autor USP: ANDRADE, HEIDER DE CASTRO E - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: MECÂNICA DA FRATURA; MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO
- Keywords: PROPAGAÇÃO DE MÚLTIPLAS FISSURAS; DOMÍNIOS NÃO-HOMOGÊNEOS
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho apresenta um modelo numérico para a análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas. O comportamento mecânico é simulado a partir da formulação elastostática do Método dos Elementos de Contorno (MEC) aplicada a materiais isotrópicos. O MEC é uma eficiente e robusta técnica numérica para análises de propagação de fissuras. A não exigência de uma malha de domínio pelo método permite uma representação precisa da concentração de tensão nas pontas. Além disso, a redução da dimensionalidade proporcionada pelo MEC facilita o processo de remalhamento durante o crescimento das fissuras. A formulação dual do MEC é adotada, na qual as equações integrais singular e hipersingular são aplicadas. A modelagem de domínios não-homogêneos é realizada a partir da técnica de sub-regiões. A Mecânica da Fratura Elástico-Linear (MFEL) é aplicada para a análise da fratura em materiais frágeis. Os fatores de intensidade de tensão são determinados a partir da integral-J e a teoria da máxima tensão circunferencial é adotada para definir a direção de propagação das fissuras e o fator de intensidade de tensão equivalente. Problemas envolvendo fraturamento hidráulico também são investigados a partir da aplicação da MFEL. A integral-J é modificada para a consideração da pressão hidrostática atuante sobre as faces da fissura. Estruturas sujeitas à fadiga de alto ciclo também são avaliadas. A lei de Paris é utilizada para a estimativa da taxa de crescimento das fissuras. O último tipo de problema considerado é a fratura em materiais quase-frágeis. O modelo de fissura coesiva é empregado para a representação do comportamento não-linear físico próximo à ponta. O sistema de equações não-linear obtido é resolvido a partir de um algoritmo iterativo denominado operador constante. O estado de tensão na ponta,determinado por extrapolação, é utilizado para a verificação da estabilidade à propagação e o caminho de crescimento é definido a partir da formulação da MFEL. São observadas boas correspondências entre os resultados obtidos e as respostas encontradas na literatura, indicando a eficiência e a robustez do código computacional proposto. Melhorias do modelo numérico implementado também são discutidas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 05.04.2017
-
ABNT
ANDRADE, Heider de Castro e. Análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas via Método dos Elementos de Contorno. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27042017-093540/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Andrade, H. de C. e. (2017). Análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas via Método dos Elementos de Contorno (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27042017-093540/ -
NLM
Andrade H de C e. Análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas via Método dos Elementos de Contorno [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27042017-093540/ -
Vancouver
Andrade H de C e. Análise da propagação de fissuras em estruturas bidimensionais não-homogêneas via Método dos Elementos de Contorno [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27042017-093540/ - Direct evaluation of stress intensity factors and T-stress for bimaterial interface cracks using the extended isogeometric boundary element method
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