Splitting method in multisite damage solids: mixed mode fracturing and fatigue problems (2016)
- Authors:
- Autor USP: COTTA, IGOR FREDERICO STOIANOV - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; MECÂNICA DA FRATURA
- Keywords: SPLITTING METHODS; GENERALIZED FINITE ELEMENT METHOD; FRACTURE MECHANICS; COMPUTATIONAL FRAMEWORK
- Language: Inglês
- Abstract: O projeto de estruturas complexas demanda a previsão de possíveis processos de ruptura governados por fraturamento, devido à existência de inevitáveis defeitos pré-existentes, como entalhes e fissuras. Por um lado, a complexidade da estrutura e a presença de muitos defeitos a serem considerados no modelo podem tomar a análise inviável devido ao esforço computacional necessário. Por outro lado, é importante procurar desenvolver uma estrutura computacional baseada em métodos numéricos para estudar estes problemas. Um modo de superar as dificuldades mencionadas, portanto tomando possível a análise de estruturas complexas com muitas fissuras e outros defeitos, consiste em combinar um modelo mecânico que seja representativo com um método numérico eficiente. Este é precisamente o objetivo fundamental deste trabalho. Primeiramente, o Método da Partição é utilizado para a construção de um modelo representativo. Em segundo lugar, o Método dos Elementos Finitos Generalizados (GFEM) é empregado por ser um método numérico eficiente, no qual as estratégias de enriquecimento da solução aproximada usando funções de tensão, em particular, podem ser exploradas. A estrutura do GFEM também permite evitar o excessivo refinamento da malha, que aumenta o esforço computacional em análises convencionais nas quais se utiliza o método dos elementos finitos. No Método da Partição, um tipo de método de decomposição, o problema original é subdividido em problemas locais e globais que são então combinados impondo-se a nulidade do vetor de tensões na superfície da fissura. Neste trabalho, o Método da Partição foi completamente programado em linguagem Python® e sua utilização estendida para analisar a propagação de fissuras, incluindo-se a associação do crescimento com a resposta em fadiga. Além disso, o código gerado apresenta diversas características relacionadasaos conceitos da Mecânica da Fratura, como o cálculo do fator de intensidade de tensão (modos I e II) mediante a Integral J. Alguns exemplos são apresentados para ilustrar a propagação de fissuras em estruturas multi-fraturadas. Mostra-se que para este tipo de problemas a estratégia de enriquecimento fornecida pelo GFEM é essencial. Além disso, o exemplo final comprova que a ferramenta computacional permite a investigação de diferentes possíveis cenários de fissuras com uma análise de baixo custo. Conclui-se sobre a representatividade e eficiência da metodologia proposta
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2016
- Data da defesa: 29.01.2016
-
ABNT
COTTA, Igor Frederico Stoianov. Splitting method in multisite damage solids: mixed mode fracturing and fatigue problems. 2016. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-08032016-103918/. Acesso em: 21 maio 2024. -
APA
Cotta, I. F. S. (2016). Splitting method in multisite damage solids: mixed mode fracturing and fatigue problems (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-08032016-103918/ -
NLM
Cotta IFS. Splitting method in multisite damage solids: mixed mode fracturing and fatigue problems [Internet]. 2016 ;[citado 2024 maio 21 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-08032016-103918/ -
Vancouver
Cotta IFS. Splitting method in multisite damage solids: mixed mode fracturing and fatigue problems [Internet]. 2016 ;[citado 2024 maio 21 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-08032016-103918/
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