Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mendonça, Flávio dos Ramos de Sousa
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46748
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, 2022.
id UNB_1eb58d26355578f880949383814eaaee
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/46748
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidadeMecânica de fraturaMétodos sem malhaSubtração da singularidadeDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, 2022.Os métodos numéricos são amplamente utilizados na resolução de problemas da mecânica da fratura linear elástica, tendo como principal destaque o Método de Elementos Finitos (MEF). No entanto, o MEF apresenta uma série de dificuldades decorrentes da presença de singularidades, custo computacional e análises adaptativas na modelagem do crescimento das trincas, em que as malhas geradas no método apresentam um certo grau de imprecisão nos resultados. A fim de contornar essas exceções, foram desenvolvidos ao longo dos anos outros métodos e, dentre eles, os métodos sem malha que estabelecem o equilíbrio de um sistema algébrico correspondente a um problema físico sem uso de uma malha de discretização. Esta pesquisa tem como objetivo aplicar um método sem malha local na solução de problemas bidimensionais da mecânica da fratura elastodinâmica. O Integrated Local Mesh Free Method (ILMF) é baseado no método dos resíduos ponderados, onde, numa determinada região local, o teorema do trabalho estabelece uma relação de energia entre um campo de tensões e deformações independentes. O ILMF apresenta uma formulação totalmente livre de integração numérica e com apenas um ponto por segmento de contorno com a aproximação do campo elástico utilizando o método dos Mínimos Quadrados Móveis (MQM) na formação das funções de forma. Nos métodos sem malha locais, utilizam-se dois parâmetros: o domínio do suporte compacto e o domínio de integração dos resíduos ponderados. Na integração numérica, ao longo do tempo, utilizou-se um método de integração direta em intervalos de tempos discretos, o Método de Newmark, para obtenção dos deslocamentos, velocidades e acelerações dos modelos aplicados, e assumindo parâmetros que tornam o método incondicionalmente estável. Na Mecânica da Fratura elastodinâmica adotou-se a técnica da subtração da singularidade, ou Singularity Subtration Technique (SST) que, em singularidades geométricas das peças como rasgos e defeitos na fabricação, são modelados através dos fatores de intensidade de tensão em função do modo de abertura das respectivas trincas. Por fim, apresentam-se uma série de exemplos clássicos, cujos comportamentos são comparados com outros métodos numéricos, validando a acurácia e precisão do método proposto na análise dinâmica.Numerical methods are widely used to solve linear elastic fracture mechanics problems, with the Finite Element Method (FEM) as the main highlight. However, the FEM has several limitations that are influenced by singularities, computational cost, and adaptive analysis when modeling the growth of cracks; as a result, the meshes generated by the method have a certain degree of inaccuracy in the results. In order to circumvent those dificulties, other methods have been developed over the years. Among those, there are meshless methods that establish the balance of an algebraic system corresponding to a physical problem without using a specific discretization mesh. This study aims to apply a method without local mesh in the solution of two-dimensional problems in the mechanics of elastodynamic fractures. The Integrated Local Mesh Free Method (ILMF) is based on the weighted residual method, wherein, in a given local region, the work theorem establishes an energy relationship between a field of independent stresses and strains. ILMF presents a formulation totally free of numerical integration and with only one point per contour segment, with the approximation of the elastic field using the method of Moving Least Squares (MLS) in the formation of shape functions. In local mesh free methods, two parameters are used: the domain of the compact support and the domain of integration of weight residuals. In the numerical integration over time, a method of direct integration in discrete time intervals, the Newmark Method, was used to obtain the displacements, velocities, and accelerations of the applied models. Also, parameters that make the method unconditionally stable were assumed. In the Mechanics of Elastodynamic Fracture, the Singularity Subtraction Technique (SST) was adopted, so that the geometric singularities of structural parts as slits and manufacturing failings are modeled by stress intensity factors as a function of the crack opening mode. Finally, a series of classic examples are presented, whose behaviors are compared with other numerical methods, validating the accuracy and precision of the method proposed in the dynamic analysis.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção CivilPortela, Artur Antônio de AlmeidaMendonça, Flávio dos Ramos de Sousa2023-10-25T21:19:13Z2023-10-25T21:19:13Z2023-10-252022-12-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMENDONÇA, Flávio dos Ramos de Sousa. Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade. 2022. xxiv, 132 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46748porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-10-25T21:19:13Zoai:repositorio.unb.br:10482/46748Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-10-25T21:19:13Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
title Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
spellingShingle Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
Mendonça, Flávio dos Ramos de Sousa
Mecânica de fratura
Métodos sem malha
Subtração da singularidade
title_short Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
title_full Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
title_fullStr Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
title_full_unstemmed Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
title_sort Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade
author Mendonça, Flávio dos Ramos de Sousa
author_facet Mendonça, Flávio dos Ramos de Sousa
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Portela, Artur Antônio de Almeida
dc.contributor.author.fl_str_mv Mendonça, Flávio dos Ramos de Sousa
dc.subject.por.fl_str_mv Mecânica de fratura
Métodos sem malha
Subtração da singularidade
topic Mecânica de fratura
Métodos sem malha
Subtração da singularidade
description Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, 2022.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-12-09
2023-10-25T21:19:13Z
2023-10-25T21:19:13Z
2023-10-25
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 MENDONÇA, Flávio dos Ramos de Sousa. Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade. 2022. xxiv, 132 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46748
identifier_str_mv MENDONÇA, Flávio dos Ramos de Sousa. Método sem malha para análise de problemas da mecânica da fratura elastodinâmica com a técnica da subtração da singularidade. 2022. xxiv, 132 f., il. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
url http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46748
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1814508320555270144

Registros relacionados