Estudo da evolução do dano em materiais quase frágeis

• Autor(a) principal: Flor, Leonardo Pontes
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/251693
• topic: Materiais quase-frágeis; Resistência dos materiais; Quasi-brittle materials; Finite element method; Acoustic emissions; Discrete elements method

No presente trabalho, foram analisadas simulações de duas aplicações com materiais quase frágeis por meio de diversos métodos, dentre eles uma versão do Método de Elementos Discretos, a Técnica de Emissão Acústica para avaliar a evolução do processo de dano através de vibrações, além do Método dos Elementos Finitos para validação dos outros métodos e como confirmação de suposições. No primeiro caso, uma simulação de 1500 barras fixas em uma extremidade e unidas por um suporte formado por elementos discretos em que foi aplicado um deslocamento constante, foram comparados os resultados obtidos com o mesmo material considerando três rigidez diferentes. Através do Método de Elementos Discretos, foi apontado que o suporte rígido, com módulo de Young E = 1 Pa, suportou carga máxima de 18,6 N e energia elástica máxima de 0,99 J. O suporte semirrígido, de E = 1/50 Pa, suportou carga máxima de 17 N e armazenou energia elástica máxima de 6 J. O suporte de rigidez E = 1/250 Pa suportou carga máxima de 16,1 N e armazenou energia elástica máxima de 18,5 J. Pela Técnica de Emissões Acústicas, foi constatada a importância do efeito de localização na propagação de trincas de materiais, analisando os padrões de frequência e amplitude dos sinais de emissões acústicas. No segundo caso analisado, simulação de ensaio em um corpo de prova prismático, foi observado uma ondulação nos valores de energia cinética de cerca de 900 Hz durante a etapa de carregamento. Através do Método de Elementos Finitos, foi calculado que a frequência natural de vibração do corpo de prova é 1343 Hz, sugerindo que a velocidade de carregamento provocou danos que se propagaram gerando a ondulação medida. Pela técnica de emissão acústica, foi observado que a ondulação tornou os sinais instáveis conforme o material se aproximava do ponto de colapso, gerando um ruído secundário, acima da threshold observada no início do carrega