COMPUTATIONAL MODELING OF SHEAR BANDS IN PLUG SCALE

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: RENAN STROLIGO BESSA DE LIMA
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
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Resumo: Bandas de cisalhamento ocorrem quando há a localização de deformações inelásticas provenientes de esforços cisalhantes em regiões estreitas de um material. Estas estruturas podem influenciar diretamente nas propriedades dos materiais, além de afetar sua integridade e contribuir para o início de falhas estruturais. Este trabalho apresenta uma metodologia para a caracterização das bandas de cisalhamento na rocha carbonática Indiana Limestone por meio de modelagens numéricas utilizando o método dos elementos finitos (MEF). Ao modelar o fenômeno de localização de deformações, o MEF apresenta algumas limitações como perda da elipticidade das equações governantes, produzindo problemas de convergência e resultados dependentes da discretização de malha. Algumas alternativas para superar estes inconvenientes são apresentadas e discutidas, com especial enfase dada à técnica de regularização viscosa utilizada nas modelagens numericas de ensaios biaxiais e triaxiais. Estudos parametricos e de sensibilidade foram conduzidos para identificar o impacto das propriedades mecânicas na ocorrencia das bandas de cisalhamento. Os resultados mostraram que as propriedades de resistência, o uso de leis de fluxo não associadas e o amolecimento por deformação são os fatores que mais influenciam na iniciação e desenvolvimento das bandas de cisalhamento.
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description Bandas de cisalhamento ocorrem quando há a localização de deformações inelásticas provenientes de esforços cisalhantes em regiões estreitas de um material. Estas estruturas podem influenciar diretamente nas propriedades dos materiais, além de afetar sua integridade e contribuir para o início de falhas estruturais. Este trabalho apresenta uma metodologia para a caracterização das bandas de cisalhamento na rocha carbonática Indiana Limestone por meio de modelagens numéricas utilizando o método dos elementos finitos (MEF). Ao modelar o fenômeno de localização de deformações, o MEF apresenta algumas limitações como perda da elipticidade das equações governantes, produzindo problemas de convergência e resultados dependentes da discretização de malha. Algumas alternativas para superar estes inconvenientes são apresentadas e discutidas, com especial enfase dada à técnica de regularização viscosa utilizada nas modelagens numericas de ensaios biaxiais e triaxiais. Estudos parametricos e de sensibilidade foram conduzidos para identificar o impacto das propriedades mecânicas na ocorrencia das bandas de cisalhamento. Os resultados mostraram que as propriedades de resistência, o uso de leis de fluxo não associadas e o amolecimento por deformação são os fatores que mais influenciam na iniciação e desenvolvimento das bandas de cisalhamento.
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