A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mascarenhas, Wesley Novaes
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95895
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011
id UFSC_04edf7ac1779d3e72992570a61f23592
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/95895
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling A Damage model for the ductile failure analysis of plastic componentsEngenharia mecânicaTermoplasticosViscoplasticidadeVariaveis (Matemática)TermodinamicaModelos matematicosTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011O objetivo deste trabalho é propor um modelo matemático e um sistema computacional, baseado no método dos elementos finitos, capaz de auxiliar a atividade de análise estrutural de componentes de plástico submetidos à falha dúctil. Basicamente, este sistema computacional será composto por um modelo elasto-viscoplástico acoplado ao dano, a fim de ser possível descrever a evolução das deformações inelásticas e os processos degradativos que conduzirão à falha e, assim, auxiliar no dimensionamento de componentes. O referido modelo foi desenvolvido sob as teorias propostas por Lemaitre [1], Fremond e Nedjar [2] e sob as abordagens da termodinâmica dos meios contínuos e do método do estado local, onde foram introduzidos os conceitos de potenciais termodinâmicos e de variáveis de estado. Ao se utilizar estas abordagens, assegura-se que os modelos produzirão resultados termodinamicamente consistentes. A fim de certificar o modelo proposto e validar o sistema numérico, realizou-se um ensaio uniaxial, em que o corpo de provas foi deformado até a sua fratura. Os dados obtidos do referido ensaio e de outros ensaios complementares foram utilizados na identificação das propriedades e constantes materiais, que definem o modelo proposto. Os procedimentos experimentais foram realizados no Departamento de Fibras e Tecnologia de Polímeros do Instituto Real de Tecnologia (KTH), em Estocolmo, Suécia.The objective of this work is to propose a mathematical model and a numerical scheme, based on the finite element method, to be used to analyze mechanical components manufactured with plastic material, subjected to monotonic loading conditions that undergo a ductile failure. Basically, this numerical scheme will be composed by an elasto-viscoplastic model coupled with a non-local damage theory, in order to describe the evolution of the inelastic strains and the damaging processes of the material, which will consequently lead to the failure of the component. The cited model has been developed by means of the theories proposed by Lemaitre [1], Fremond and Nedjar [2], among others, and makes use of the method of local state variables and is derived within the scope of the consistent thermodynamics of the continuum medium. The main advantage of using these approaches is the confidence they give that the models can not produce thermodynamically unreasonable results. In order to attest the proposed model and to validate the numerical scheme, one considers an experimental uniaxial test, in which the specimen is deformed up to its ductile fracture. The data obtained from the given experimental uniaxial test and from other complementary experimental tests is then employed for the identification of the material properties and parameters, which define the proposed damage model. The experimental procedures have been performed at the Fibre and Polymer Technology Department of the Royal Institute of Technology (KTH), in Stockholm, Sweden.Florianópolis, SCAlves, Marcelo KrajncGamstedt, KristoferUniversidade Federal de Santa CatarinaMascarenhas, Wesley Novaes2012-10-26T06:55:21Z2012-10-26T06:55:21Z20112011info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisxlv, 230 p.| il., grafs., tabs.application/pdf292560http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95895engreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2013-05-03T12:42:52Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/95895Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-05-03T12:42:52Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
title A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
spellingShingle A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
Mascarenhas, Wesley Novaes
Engenharia mecânica
Termoplasticos
Viscoplasticidade
Variaveis (Matemática)
Termodinamica
Modelos matematicos
title_short A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
title_full A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
title_fullStr A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
title_full_unstemmed A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
title_sort A Damage model for the ductile failure analysis of plastic components
author Mascarenhas, Wesley Novaes
author_facet Mascarenhas, Wesley Novaes
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Alves, Marcelo Krajnc
Gamstedt, Kristofer
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Mascarenhas, Wesley Novaes
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Termoplasticos
Viscoplasticidade
Variaveis (Matemática)
Termodinamica
Modelos matematicos
topic Engenharia mecânica
Termoplasticos
Viscoplasticidade
Variaveis (Matemática)
Termodinamica
Modelos matematicos
description Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011
2011
2012-10-26T06:55:21Z
2012-10-26T06:55:21Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 292560
http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95895
identifier_str_mv 292560
url http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/95895
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv xlv, 230 p.| il., grafs., tabs.
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Florianópolis, SC
publisher.none.fl_str_mv Florianópolis, SC
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652044359172096

Registros relacionados