Análise numérica dos modelos de Lemaitre e Gurson em corpos de prova entalhados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Tiago Rodrigo Alves de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40687
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.
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Preliminarmente, foram abordados os detalhes matemáticos de cada modelo de dano, bem como, seus respectivos algoritmos de integração implicita, por meio da resolução de sistemas não-lineares de equações pelo método de Newton-Raphson. Observou-se que a deformação plástica equivalente na fratura diminui com o aumento do nível da razão de triaxialidade para ambas as ligas estudadas e em ambos os modelos, sendo que o modelo de Lemaitre mostrou-se mais otimista em comparação aos resultados experimentais, indicando que o material poderia resistir mais a fratura enquanto na prática o corpo de prova já havia fraturado, e o modelo de Gurson se mostrou mais conservador em sua previsão de fratura dúctil, indicando que o CP teria fraturado em um ponto anterior ao verificado experimentalmente. Quanto a determinação do local para inicio da falha no CP, ambos os modelos apresentaram boa capacidade preditiva, sendo que o melhor desempenho ocorreu para a liga de alumínio, que possui maior nível de ductilidade. Para a liga AISI 4340, menor ductilidade, o modelo de Lemaitre apresentou erros relativos ao deslocamento na fratura significativamente maiores do que o modelo de Gurson, indicando seu uso, preferencialmente, em materiais com maiores níveis de ductilidade.This dissertation aims to analyze numerically the Lemaitre and Gurson damage mechanics models applied to the 6101-T4 aluminum alloy and the annealed AISI 4340 steel alloy. The experimental tests were performed in order to allow the analysis of the equivalent plastic deformation in the fracture and the influence of high levels of triaxiality ratio, from the application of monotonic tensile loads in 10mm, 6mm carved cylindrical specimens (CP) and 4mm of notch radius. The alloy AA6101-T4 and AISI 4340 were selected in order to also allow the analysis of the influence of the level of ductility on the performance of each model. Preliminarily, the mathematical details of each damage model were addressed, as well as their respective implicit integration algorithms, through the resolution of nonlinear systems of equations by the Newton-Raphson method. It was observed that the equivalent plastic deformation in the fracture decreases with the increase in the level of the triaxiality ratio for both studied alloys and in both models, with the Lemaitre model being more optimistic compared to the experimental results, indicating that the material could be more resistant to fracture while in practice the specimen had already fractured, and the Gurson model was more conservative in its ductile fracture prediction, indicating that the CP would have fractured at a point earlier than that verified experimentally. Regarding the determination of the location for the beginning of the failure in the PC, both models had good predictive capacity, and the best performance occurred for the aluminum alloy, which has a higher level of ductility. For the AISI 4340 alloy, which has less ductility, the Lemaitre model showed significantly greater errors in fracture displacement than the Gurson model, indicating its use, preferably, in materials with higher levels of ductility.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasMalcher, LucivalSouza, Tiago Rodrigo Alves de2021-04-28T13:39:35Z2021-04-28T13:39:35Z2021-04-282020-12-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUZA, Tiago Rodrigo Alves de. Análise numérica dos modelos de Lemaitre e Gurson em corpos de prova entalhados. 2020. 61 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/40687A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-09-10T10:42:19Zoai:repositorio.unb.br:10482/40687Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-09-10T10:42:19Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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