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Tese

On the behavior of a linear elastic peridynamic material (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: SEITENFUSS, ALAN BOURSCHEIDT - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SET
  • Assunto: ELASTICIDADE DAS ESTRUTURAS
  • Keywords: ESCALA DE COMPRIMENTO; TEORIA NÃO LOCAL; FUNÇÃO ENERGIA LIVRE; BARRA FINITA
  • Language: Inglês
  • Abstract: A teoria peridinâmica é uma generalização da teoria clássica da mecânica do contínuo e considera a interação de pontos materiais devido a forças que agem a uma distância finita entre si, além da qual considera-se nula a força de interação. Por ter o balanço de momento linear formulado como uma equação integral que permanece válida na presença de descontinuidades, a teoria peridinâmica é adequada para o estudo do comportamento de materiais em regiões com singularidades. A primeira parte deste trabalho consiste no cálculo das propriedades de um material peridinâmico elástico linear no contexto de uma teoria peridinâmica de estado, linearmente elástica e tridimensional, que utiliza o campo quociente de deslocamento relativo na vizinhança de um ponto material e leva em conta mudanças relativas angulares e de comprimento. Esse modelo utiliza uma função energia livre que apresenta quatro constantes materiais, sendo, portanto, diferente de outros modelos peridinâmicos investigados na literatura, os quais contêm somente duas constantes materiais. Utilizando resultados de convergência da teoria peridinãmica para a teoria de elasticidade linear clássica no limite de pequenos horizontes e um argumento de correspondência entre as funções energia livre proposta e densidade de energia de deformação da teoria clássica, expressões para três constantes peridinãrnicas foram obtidas em função das constantes de um material elástico e isotrópico da teoria clássica. O argumento de correspondêmcia, em conjunto com o campo de deformações de uma viga submetida à flexão pura, é utilizado para calcular a quarta constante peridinâmica do material, que relaciona mudanças angulares relativas e de comprimentos das ligações entre as partículas. Obtem-se uma expressão para a quarta constante em termos do coeficiente de Poisson e do módulo de elasticidade ao cisalhamentoda teoria clássica. A validade dessa expressão é confirmada por meio da consideração de outros experimentos da mecânica, tais como flexão de um viga por cargas terminais e cisalhamento anti-plano de um eixo cilíndrico. Em particular, os resultados numéricos indicam que as expressões para as constantes são independentes do experimento escolhido. A segunda parte deste trabalho consiste em uma investigação do comportamento de uma barra unidimensional linearmente elástica de comprimento L no contexto da teoria peridinâmica; especialmente, próximo às extremidades da barra, onde espera-se que o comportamento da barra peridinâmica possa ser muito diferente do comportamento de uma barra elástica linear clássica. A barra está em equilíbrio e sem força de corpo, fixa em uma extremidade, e sujeita a deslocamento imposto na outra extremidade. A barra possui micromódulo C, o qual está relacionado ao módulo de Young E da teoria clássica por meio de diferentes expressões encontradas na literatura. Dependendo da expressão para C, o campo de deslocamento pode ser singular próximo às extremidades, o que contrasta com o comportamento linear do campo de deslocamento observado na elasticidade linear clássica. Apesar disso, é mostrado também que o campo de deslocamento peridinâmico converge para o campo de deslocamento da teoria clássica quando o horizonte peridinâmico tende a zero
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 19.04.2017
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      SEITENFUSS, Alan Bourscheidt. On the behavior of a linear elastic peridynamic material. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-22062017-100938/. Acesso em: 10 jan. 2026.

    • APA

      Seitenfuss, A. B. (2017). On the behavior of a linear elastic peridynamic material (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-22062017-100938/

    • NLM

      Seitenfuss AB. On the behavior of a linear elastic peridynamic material [Internet]. 2017 ;[citado 2026 jan. 10 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-22062017-100938/

    • Vancouver

      Seitenfuss AB. On the behavior of a linear elastic peridynamic material [Internet]. 2017 ;[citado 2026 jan. 10 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-22062017-100938/

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