Micro and macroscale analyses for prognosis of composite structures: a new physics based multiscale methodology (2018)
- Authors:
- Autor USP: SARTORATO, MURILO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/T.18.2018.tde-14052024-084904
- Subjects: MATERIAIS COMPÓSITOS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; MECÂNICA DA FRATURA
- Keywords: ANÁLISE MULTIESCALA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Atualmente, um dos maiores desafios nas áreas de Ciências dos Materiais e Engenharia Estrutural é efetuar análises precisas de previsão de dano em materiais compósitos - evolução e falha. Embora diversos modelos e critérios de falha existam na literatura para a simulação de dano em materiais compósitos, a maior parte dos modelos não produzem resultados aceitáveis para projetos estruturais detalhados. Os modelos atualmente em uso costumeiramente sub ou superestimam as cargas necessárias para a degradação e falha de materiais. Esse fato ocorre, pois, esses modelos são baseados em dados experimentais e/ou semi-empíricos ou modelos fenomenológicos. Essa abordagem negligencia a anisotropia e heterogeneidade inerente de materiais compósitos, que causam diversos mecanismos de falha ocorrendo simultaneamente em diferentes fases e escalas do material. Uma possível solução para esse problema é a utilização e/ou desenvolvimento de novos modelos de dano e falha baseados em abordagens multiescala e mecanismos físicos de falha baseados em Mecânica da Fratura. Nesse cenário, o principal objetivo do presente trabalho consiste no estudo e desenvolvimento de modelos de dano baseados em abordagens multiescala aplicados aos materiais compósitos manufaturados via fibras unidirecionais para diferentes casos de carga: tração pura, flexão pura, tração-flexão e cargas multiaxiais. Para o desenvolvimento desses modelos, publicações foram avaliadas criteriosamente e novas formulações foram estudadas, adaptadas e melhoradas. A metodologia básica se baseia na utilização de técnicas de homogeneização para obter propriedades elástica degeneradas a partir de Volumes Elementares Representativos (VER); o perfil de dano do VER é definido a partir de trincas intralaminares paralelas às fibras e calculadas através de uma abordagem multiescala.Essa abordagem compreende três modelos separados: um para a macro escala utilizado para o cálculo preciso de tensões e deformações em pontos críticos; e dois na microescala para previsão de dano intralaminar. Esses modelos interagem entre si, sendo que os resultados obtidos em alguns modelos são utilizados como condições de contorno em outros de forma iterativa. Esses modelos foram implementados utilizando códigos em linguagem Python independentes e de automatização, bem como sub-rotinas (UEL - User Element Subroutine) em linguagem Fortran vinculadas ao pacote comercial de elementos finitos AbaqusTM
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 14.03.2018
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
SARTORATO, Murilo. Micro and macroscale analyses for prognosis of composite structures: a new physics based multiscale methodology. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14052024-084904/. Acesso em: 11 maio 2026. -
APA
Sartorato, M. (2018). Micro and macroscale analyses for prognosis of composite structures: a new physics based multiscale methodology (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14052024-084904/ -
NLM
Sartorato M. Micro and macroscale analyses for prognosis of composite structures: a new physics based multiscale methodology [Internet]. 2018 ;[citado 2026 maio 11 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14052024-084904/ -
Vancouver
Sartorato M. Micro and macroscale analyses for prognosis of composite structures: a new physics based multiscale methodology [Internet]. 2018 ;[citado 2026 maio 11 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-14052024-084904/ - Desenvolvimento de um elemento finito para análise de compósitos inteligentes: formulação, implementação e avaliação
- Influence of the transversal shear effects on structural analysis of aircraft tails
- A finite element for composite laminated beams with a shear correction factor model
- A finite element for active composite plates with peizoelectric layers and experimental validation
- A multiscale based continuum model: influence of crack sliding mode on composite materials damage evolution
- SHM of composite plates: vibration based method by using PZT sensors
- Dynamic analysis of laminate plates via carrera unified formulation
- Evaluation of progressive failure of filament winding composite structures under multiple stress state
- A dispersive nonlocal model for shear wave propagation in a periodically perfect/imperfect connected multi-laminated
- Vibration-based damage identification applied for composite plate: numerical analysis
Informações sobre a disponibilidade de versões do artigo em acesso aberto coletadas automaticamente via oaDOI API (Unpaywall).
Por se tratar de integração com serviço externo, podem existir diferentes versões do trabalho (como preprints ou postprints), que podem diferir da versão publicada.
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
