Utilização de métodos computacional e de homogeneização na investigação do comportamento elástico não-linear de laminados (2013)
- Authors:
- Autor USP: PRADO, EDMAR BORGES THEÓPHILO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; HOMOGENEIZAÇÃO (MÉTODOS); ELASTICIDADE DAS ESTRUTURAS
- Language: Português
- Abstract: A teoria de elasticidade não-linear é apropriada para a investigação de instabilidades materiais relacionadas ao amolecimento e à formação de bandas de cisalhamento. Estes fenômenos podem surgir em compósitos constituídos de fases que, isoladamente, não apresentam tais fenômenos sob as mesmas condições de carregamento. O objetivo principal desta tese de doutorado é utilizar métodos computacional e de homogeneização na investigação do comportamento de laminados bifásicos compostos de lâminas elásticas não-lineares. Em particular, utilizam-se o método dos elementos finitos (MEF) clássico e os métodos de homogeneização assintótica (MHA) e de segunda ordem tangencial para gerar resultados computacionais e analíticos que possam ser comparados entre si. Com este objetivo em mente, estuda-se primeiramente o comportamento efetivo de bilaminados compostos por distribuições periódicas de lâminas elástico-lineares, homogêneas e isotrópicas. Os bilaminados estão em equilíbrio na ausência de forças de corpo. Gera-se uma seqüência de bilaminados com número crescente de lâminas e simulam-se ensaios de tração uniaxial no regime de pequenas deformações utilizando malhas de elementos finitos refinadas. Resultados destas simulações computacionais são comparados a resultados analíticos obtidos de ensaio de tração uniaxial similar de um sólido homogeneizado via MHA. Os resultados computacionais tendem aos resultados analíticos à medida que o número de lâminas na seqüência de bilaminados tende ao infinito. Em seguida, investiga-se o comportamento efetivo de bilaminados compostos por distribuições periódicas de lâminas elásticas não-lineares, homogêneas, quase-incompressíveis e isotrópicas submetidos a condições de deformação impostas em seus contornos. Utilizando-se o método de homogeneização de segunda ordem tangencial, determinam-se aspropriedades efetivas dos bilaminados. Estas propriedades são utilizadas na condição de Legendre-Hadamard para predizer perda de elipticidade das equações governantes. A violação desta condição está relacionada à formação de bandas de cisalhamento no compósito. Utilizando malha de elementos finitos refinada, simula-se numericamente o problema de equilíbrio de um bilaminado com número elevado de lâminas na ausência de força de corpo e sujeito a deformações impostas no contorno. Os resultados computacionais predizem perda de elipticidade para um nível de deformação próximo ao nível de deformação da perda de elipticidade predita pelo método de homogeneização. Os resultados analíticos e computacionais indicam que a perda de elipticidade é fortemente influenciada pelo contraste de heterogeneidade entre as fases e pelas condições de contorno
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2013
- Data da defesa: 11.09.2013
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ABNT
PRADO, Edmar Borges Theóphilo. Utilização de métodos computacional e de homogeneização na investigação do comportamento elástico não-linear de laminados. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-07102013-100820/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Prado, E. B. T. (2013). Utilização de métodos computacional e de homogeneização na investigação do comportamento elástico não-linear de laminados (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-07102013-100820/ -
NLM
Prado EBT. Utilização de métodos computacional e de homogeneização na investigação do comportamento elástico não-linear de laminados [Internet]. 2013 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-07102013-100820/ -
Vancouver
Prado EBT. Utilização de métodos computacional e de homogeneização na investigação do comportamento elástico não-linear de laminados [Internet]. 2013 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-07102013-100820/ - Estudo numérico sobre a determinação de parâmetros em um sólido elástico-linear e incompressível
- A finite element methodology to determine elastic parameters in biological tissues
- Influence of boundary layer on the effective modulus of 3-1 longitudinally porous elastic solid
- Analysis of boundary layer influence on effective shear modulus of 3- 1 longitudinally porous elastic solid
- Determination of elastic properties by means of finite element model updating
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