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Rodrigo Guerra Peixotohttp://lattes.cnpq.br/1576738771956893Ramon Pereira da SilvaSamuel Silva PennaRoque Luiz da Silva PitangueiraOsvaldo Luís ManzoliEder Lima de Albuquerquehttp://lattes.cnpq.br/9231607466556006Alisson Pinto Chaves2024-01-12T17:29:30Z2024-01-12T17:29:30Z2023-10-06http://hdl.handle.net/1843/62708https://orcid.org/0000-0002-9129-1733O Método dos Elementos de Contorno (MEC), associado com a abordagem contínua para descontinuidades fortes, tem se mostrado uma alternativa bem sucedida na análise de falhas materiais em meios sólidos, com representação não-geométrica, em problemas de estado plano. A metodologia tem sua aplicação estendida para a análise de sólidos tridimensionais nesse trabalho. Células hexaédricas que tem a formulação com descontinuidade incorporada são usadas para discretização da região do domínio onde efeitos de dissipação de energia ocorrem. As células podem ser posicionadas ao longo de toda a trajetória de falha desde o início da análise, ou podem ser introduzidas no sistema progressivamente durante a análise, de modo a acompanhar o desenvolvimento da trajetória de uma trinca. O uso das células com descontinuidade incorporada possibilita a compatibilização de modelos constitutivos contínuos, equipados com uma lei de amolecimento, com a cinemática contendo descontinuidade nos campos de deformação ou deslocamento. Partindo do regime elástico, a evolução da falha material é contemplada através da transição para regime inelástico com modelo de dano contínuo, com possível bifurcação e transição entre descontinuidades fracas e fortes. Essa evolução, não necessariamente passando por todos os regimes, é tipicamente o comportamento observado em materiais parcialmente frágeis. A condição de bifurcação, definida pela singularidade do tensor de localização, é avaliada numericamente. As implementações computacionais do trabalho foram desenvolvidas utilizando a plataforma colaborativa INSANE. A análise numérica de modelos tridimensionais, muitos deles apresentados em diferentes referências, possibilitou a avaliação do uso da metodologia no que tange ao potencial, limitações e desafios para seu emprego em problemas práticos de análise de falha de sólidos parcialmente frágeis.The Boundary Element Method (BEM), associated with the Continuous Strong Discontinuity Approach (CSDA), has been shown to be a successful alternative in the analysis of material failures of solids in plane state problems, with non-geometric representation. In this work, the use of the methodology is extended to the analysis of three-dimensional solids. Hexahedral cells with embedded strong discontinuity are used to discretize the region of the domain where energy dissipation effects occur. Cells can be placed along the entire failure trajectory from the beginning of the analysis, or they can be introduced into the system progressively during the analysis, in order to describe the development of a crack trajectory. The use of cells with embedded discontinuity enables the compatibility of continuous constitutive models, equipped with a softening law, with kinematics with discontinuity in the strain field or in the displacement field. Starting from the elastic regime, the evolution of material failure is contemplated through the transition to the inelastic regime with a continuous damage model, with possible bifurcation and transition between weak and strong discontinuities. This evolution, not necessarily passing through all regimes, is typically the behavior observed in quasi-brittle materials. The bifurcation condition, defined by the singularity of the localization tensor, is evaluated numerically. The computational implementations were developed using the collaborative platform INSANE. The numerical analysis of three-dimensional models allowed the evaluation of the use of the methodology regarding the potential, limitations, and challenges in practical problems of failure analysis of quasi-brittle solids.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de EstruturasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURASEngenharia de estruturasMétodos de elementos de contornoAnalise funcional não-linearAnálise numéricaMétodo dos elementos de contornoModelo de dano isotrópicoCélulas com descontinuidade incorporadaAnálise não-linear de sólidos tridimensionaisFormulação com descontinuidade fraca e forteAnálise de sólidos tridimensionais parcialmente frágeis utilizando modelo de dano e células com descontinuidade incorporada, por meio do método dos elementos de contornoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTeseFINAL_AlissonChaves.pdfTeseFINAL_AlissonChaves.pdfapplication/pdf19576740https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/62708/1/TeseFINAL_AlissonChaves.pdf4ef402d1150829943cb1c6f2be5f1b7eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/62708/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/627082024-01-12 14:29:30.46oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2024-01-12T17:29:30Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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