Numerical formulations based on the Isogeometric Boundary Element Method for the mechanical analysis of three-dimensional reinforced nonhomogeneous solids (2023)
- Authors:
- Autor USP: RODRIGUES NETO, ANTONIO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- DOI: 10.11606/T.18.2023.tde-17042023-143528
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO; MECÂNICA DOS SÓLIDOS; GEOMETRIA E MODELAGEM COMPUTACIONAL
- Keywords: Análise isogeométrica; Materiais enrijecidos; Refinamento adaptativo
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O objetivo principal desta tese de doutorado é o desenvolvimento de formulações numéricas baseadas no Método dos elementos de contorno Isogeométrico (IGABEM) para a análise mecânica tridimensional de sistemas estruturais enrijecidos e não homogêneos. A não necessidade de malha de domínio do BEM é uma grande vantagem em ambos os contextos isogeométrico e a representação de domínios 3D enrijecidos. A técnica de sub-regiões permite a representação de domínios não homogêneos. A formulação do acoplamento 1DBEM/IGABEM é estendida para domínios 3D, com a modelagem de cruzamentos entre fibras e contornos do IGABEM via o elemento de conexão. A abordagem não requer remalhamento nas superfícies NURBS e possibilita a representação de enrijecedores cruzando superfícies de fissuras modeladas pelo Dual IGABEM ou em interfaces. Formulações não lineares são apresentadas via enrijecedores elastoplásticos e escorregamento. Tais formulações permitem modelar com precisão o fenômeno pull-out em modelos 3D. Além disso, este estudo trabalha com a abordagem de fissura coesiva para representar fraturas não lineares no domínio 3D, via diferentes leis coesivas. Com isso, as não linearidades podem ser representadas tanto na matriz quanto nos enrijecedores. O comportamento dependente do tempo também é estudado em domínios enrijecidos tanto pela viscoelasticidade quanto pela resposta viscosa de fissuras coesivas a diferentes taxas de carregamento. Aplicações numéricas mostram a precisão das formulaçõespropostas para representar vários comportamentos mecânicos, usando resultados numéricos ou experimentais como referência. Os modelos IGABEM levam mostram bom desempenho com menos graus de liberdade necessários quando comparados com modelos de FEM puros ou BEM lagrangiano. A convergência das formulações propostas também é estudada. Estratégias de refinamento adaptativo são propostas, possibilitando o uso de modelos geométricos CAD como base para a análise mecânica. Os modelos são refinados via "knot insertion", de forma adaptativa guiada por um estimador de erro a posteriori. Estimadores de erro são propostos tanto para o IGABEM quanto para sua versão enrijecida. A última abordagem é capaz de identificar o refinamento necessário nas regiões mais críticas dos enrijecedores, minimizando as oscilações dos campos mecânicos normalmente observadas. As estratégias adaptativas apresentam excelentes taxas de convergência, com melhores resultados quando comparadas com o refinamento uniforme global em diversas aplicações complexas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 28.02.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
RODRIGUES NETO, Antonio. Numerical formulations based on the Isogeometric Boundary Element Method for the mechanical analysis of three-dimensional reinforced nonhomogeneous solids. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-17042023-143528/. Acesso em: 09 jan. 2026. -
APA
Rodrigues Neto, A. (2023). Numerical formulations based on the Isogeometric Boundary Element Method for the mechanical analysis of three-dimensional reinforced nonhomogeneous solids (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-17042023-143528/ -
NLM
Rodrigues Neto A. Numerical formulations based on the Isogeometric Boundary Element Method for the mechanical analysis of three-dimensional reinforced nonhomogeneous solids [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 09 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-17042023-143528/ -
Vancouver
Rodrigues Neto A. Numerical formulations based on the Isogeometric Boundary Element Method for the mechanical analysis of three-dimensional reinforced nonhomogeneous solids [Internet]. 2023 ;[citado 2026 jan. 09 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-17042023-143528/ - Modelos numéricos baseados no Método dos Elementos de Contorno para a análise mecânica de domínios viscoelásticos enrijecidos com comportamento não-linear
- A boundary element coupling formulation for three-dimensional reinforced domains
- The mechanical modelling of nonhomogeneous reinforced structural systems by a coupled BEM formulation
- Three dimensional nonlinear BEM formulations for the mechanical analysis of nonhomogeneous reinforced structural systems
- A nonlinear boundary element coupling formulation for three-dimensional bond-slip analysis
- One step forward towards the full integration of BEM and CAD software: an effective adaptive approach
- Nonlinear IGABEM formulations for the mechanical modelling of 3D reinforced structures
- A 1DBEM/BEM coupling formulation for reinforced domains
- A 1DBEM/BEM coupling formulation applied to reinforced viscoelastic domains
- Transient boundary element formulation applied for corrosion time initiation assessment in reinforced concrete strcutures subjected to chloride ingress
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2023.tde-17042023-143528 (Fonte: oaDOI API)
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
