Estudo comparativo de modelos de energia de deformação para materiais hiperelásticos transversalmente isotrópicos em cisalhamento simples

• Autor(a) principal: Brilhante, Nathan Gonçalves
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8642
• topic: Tecido biológico; Incompressibilidade; Hiperelasticidade; Transversalmente isotrópico; Energia de deformação; Cisalhamento simples; Elasticidade (Material); Deformação (Material); Cisalhamento; Biological tissue; Incompressible; Hyperelastic; Transversely isotropic; Strain energy; Models; Simple shear

Muitos tecidos biológicos possuem estruturas reforçadas por fibras dispostas em uma direção preferencial e podem ser aproximados como sendo incompressíveis e hiperelásticos. Tal fato ratifica a relevância de estudos voltados à modelagem do comportamento mecânico desse tipo de tecido, cujas equações constitutivas dependem da definição de uma energia associada à deformação ainda sem uma teoria consolidada. Nesse sentido, este trabalho tem o objetivo de fazer uma comparação entre alguns modelos de energia de deformação propostos na literatura para materiais hiperelásticos transversalmente isotrópicos quanto à capacidade de prever o comportamento mecânico desse tipo de material sob cisalhamento simples. Foram selecionados 12 modelos de acordo com quantidade de citações, quantidade de parâmetros a serem ajustados e sentido físico dos parâmetros. Os modelos escolhidos foram ajustados a dados experimentais fornecidos por um estudo realizado em 2016 por Moreira e Nunes [19], no qual corpos de prova de silicone reforçados por uma única família de fios de nylon foram ensaiados sob cisalhamento simples. Os ajustes foram realizados pelo método dos mínimos quadrados não-linear, utilizando um algoritmo de região de confiança e considerando os limites dados para as variáveis por cada modelo. Em seguida, os coeficientes de determinação, bem como os erros envolvendo parâmetros de cada modelo, foram analisados. Alguns ajustes apresentaram menores erros e, consequentemente, maior confiabilidade nos valores obtidos para os parâmetros, enquanto outros apresentaram melhores coeficientes de determinação com os dados experimentais utilizados. Foram observados, também, alguns ajustes com resultados ruins. Espera-se que as comparações entre dados experimentais e as previsões dos diferentes modelos contribuam com a consolidação da teoria em desenvolvimento