Desenvolvimento de um simulador para problemas elastoplásticos afetados pela difusão e dano
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31116 |
Resumo: | Este trabalho apresenta a modelagem e a simulação multifísica de um problema onde os fenômenos envolvidos interagem entre si, no espaço e no tempo, possuindo a seguinte característica: uma parte dos dados de um fenômeno depende das informações do outro fenômeno. A formulação foi desenvolvida utilizando o Princípio das Potências Virtuais e leis da termodinâmica. Cada um dos fenômenos tem uma lei de comportamento, que é usualmente descrita através de equações diferenciais parciais juntamente com as condições inicial e de contorno adequadas, resultando em leis de comportamento compartilhadas. Estes problemas são difíceis de simular, pois as equações de acoplamento entre os fenômenos são complexas resultando em um maior tempo de programação computacional e de testes de codificação. A programação computacional foi realizada no MPhyScas, pois há bastante flexibilidade e reusabilidade nas peças de software construídas, possibilitando a utilização do método de decomposição do operador para resolução de problemas acoplados. Além disto, para o fenômeno do dano, fez-se uma análise numérica alterando valores de parâmetros relacionados à resistência mecânica e outro relativo ao gradiente de dano. Para o problema elastoplástico afetado pela difusão e dano foi realizada uma simulação em uma placa com dois furos descentralizados e uma reentrância na parte inferior havendo distribuição de soluto uniforme em todo o seu domínio, submetida a um carregamento crescente. Os resultados obtidos foram confrontados com resultados numéricos realizados em outros trabalhos mostrando grande semelhança qualitativa. Como era de se esperar, os resultados mostraram que houve migração de soluto no interior da matriz metálica, assim como endurecimento mecânico, danificação e plastificação de algumas regiões. |
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CRUZ, Felipe Augustohttp://lattes.cnpq.br/0988956089178453http://lattes.cnpq.br/6749188011494040BARBOSA, José Maria AndradeSANTOS, Félix Christian Guimarães2019-06-18T19:54:43Z2019-06-18T19:54:43Z2018-03-09https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/31116Este trabalho apresenta a modelagem e a simulação multifísica de um problema onde os fenômenos envolvidos interagem entre si, no espaço e no tempo, possuindo a seguinte característica: uma parte dos dados de um fenômeno depende das informações do outro fenômeno. A formulação foi desenvolvida utilizando o Princípio das Potências Virtuais e leis da termodinâmica. Cada um dos fenômenos tem uma lei de comportamento, que é usualmente descrita através de equações diferenciais parciais juntamente com as condições inicial e de contorno adequadas, resultando em leis de comportamento compartilhadas. Estes problemas são difíceis de simular, pois as equações de acoplamento entre os fenômenos são complexas resultando em um maior tempo de programação computacional e de testes de codificação. A programação computacional foi realizada no MPhyScas, pois há bastante flexibilidade e reusabilidade nas peças de software construídas, possibilitando a utilização do método de decomposição do operador para resolução de problemas acoplados. Além disto, para o fenômeno do dano, fez-se uma análise numérica alterando valores de parâmetros relacionados à resistência mecânica e outro relativo ao gradiente de dano. Para o problema elastoplástico afetado pela difusão e dano foi realizada uma simulação em uma placa com dois furos descentralizados e uma reentrância na parte inferior havendo distribuição de soluto uniforme em todo o seu domínio, submetida a um carregamento crescente. Os resultados obtidos foram confrontados com resultados numéricos realizados em outros trabalhos mostrando grande semelhança qualitativa. Como era de se esperar, os resultados mostraram que houve migração de soluto no interior da matriz metálica, assim como endurecimento mecânico, danificação e plastificação de algumas regiões.This work presents the modelling and multi-physical simulation of a problem where the phenomena involved interact in space and time, having the following characteristic: a part of the data of a phenomenon depends on information from the other phenomenon. The formulation was developed using the Principle of Virtual Powers and laws of thermodynamics. Each of the phenomena has a law of behavior, which is usually described through partial differential equations along with the appropriate initial and boundary conditions, resulting in a set of coupled laws of behavior. These problems are difficult to simulate because the coupling equations between the phenomena are complex resulting in a longer computational programming time and testing. The computational programming was performed in MPhyScas, since there is a lot of flexibility and reusability in the pieces of software built, allowing the use of the operator decomposition method to solve coupled problems. In addition, for the damage phenomenon, a numerical analysis was performed, altering parameter values related to mechanical resistance and another one related to the damage gradient. For the elastoplastic problem affected by the diffusion and damage, a simulation was performed on a plate with two decentralized holes and a recess at the bottom with a uniform solute distribution throughout its domain, subjected to increasing loading. The results obtained were compared with numerical results obtained in other studies showing great qualitative similarity. As expected, the results showed that there was migration of solute within the metal matrix, as well as mechanical hardening, damaging and accumulated plastic strain areas.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia MecânicaSimulação multifísicaElastoplasticidadeDifusãoDanoMétodo do elemento finitoDesenvolvimento de um simulador para problemas elastoplásticos afetados pela difusão e danoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILTESE Felipe Augusto Cruz.pdf.jpgTESE Felipe Augusto Cruz.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1266https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/31116/5/TESE%20Felipe%20Augusto%20Cruz.pdf.jpg035c5d1c92a80dc3627a1d2744519587MD55ORIGINALTESE Felipe Augusto Cruz.pdfTESE Felipe Augusto Cruz.pdfapplication/pdf4334330https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/31116/1/TESE%20Felipe%20Augusto%20Cruz.pdf4c0e2c859cd8aa71048443763ffaaa7fMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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