Estudo, implementação e simulação de coalescência com múltiplas trincas usando o BemCracker2D

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Wesley Medeiros
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/34701
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018.
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spelling Estudo, implementação e simulação de coalescência com múltiplas trincas usando o BemCracker2DStudy, implementation and simulation of coalescence with multiple cracks using BemCracker2DTrincas (Engenharia)LinkupTrincas - coalescênciaEstrutura (Engenharia Civil)FadigaMecânica de fraturaDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018.Estruturas com dano múltiplo se tornaram foco de muitas pesquisas, após um elevado número de acidentes relativos, principalmente, no campo da engenharia aeronáutica e naval, com casos também na indústria da construção civil. A inexistência de métodos analíticos generalizados, que poderiam explorar os campos de tensão das trincas e seus principais parâmetros, dificulta prever a propagação e a coalescência de trincas nos elementos estruturais. Neste contexto, este trabalho objetiva estudar o comportamento mecânico da coalescência, ou linkup de múltiplas trincas em estruturas bidimensionais, devido à fadiga, por meio do programa BemCracker2D e sua interface gráfica BemLab2D. Inicialmente, foi feita a implementação de um novo método para o BemCracker2D, escrito em linguagem C++, para análise de linkup por três predições diferentes baseadas nos modelos elásticos lineares de Irwin, Dugdale e von Mises. Em seguida, ensaios padronizados pela ASTM (American Society for Testing and Material) foram realizados em espécimes de aço SAE 4340, com o uso das máquinas servo-hidráulicas de Ensaio Universal MTS e INSTRON 8801, a fim de se obter os parâmetros e as propriedades mecânicas que são utilizadas nas simulações, com o intuito de validar o programa e o novo método implementado. Foram feitas quatro simulações através de uma análise bidimensional pelo Método dos Elementos de Contorno Dual (MECD), no software BemCracker2D, com base na mecânica da fratura linear elástica, utilizando os três critérios referentes à plastificação do ligamento entre trincas. Os resultados foram comparados com equações analíticas, resultados experimentais e numéricos extraídos da literatura, e demonstraram a acurácia e eficiência da metodologia adotada, bem como validaram a robustez dos programas.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).Structures with multiple site damage became the focus of much researches, after a high number of accidents related, mainly, in aeronautical and naval engineering, also with cases in the civil construction industry. The lack of generalized analytical methods that could exploit the crack strain fields and their main parameters makes it difficult to predict the propagation and coalescence of cracks in the structural elements. In this context, this work aims to study the mechanical behavior of coalescence, or linkup of multiple cracks in two-dimensional structures due to fatigue, through the program BemCracker2D and its graphic interface BEMLAB2D. Initially, a new method for BemCracker2D, written in C ++ language, was implemented for linkup analysis by three different predictions, based on the linear elastic models of Irwin, Dugdale and von Mises. Then, tests standardized by ASTM (American Society for Testing and Materials) have been conducted on SAE 4340 steel specimens, with the use of servo-hydraulic testing machines Universal MTS and INSTRON 8801, in order to obtain the parameters and mechanical properties which are used in the simulations, in order to validate the program and the new routine implemented. Finally, four simulations were performed using a two-dimensional analysis by Dual Boundary Element Method (DBEM) in BemCracker2D software, based on the mechanics of linear elastic fracture, using the three criteria related to the ligament yield. The results with experimental data have been compared with analytical equations and numerical results extracted from the literature, and it has demonstrated the accuracy and efficiency of the adopted methodology, as well as validated the robustness of the programs.Gomes, GilbertoRodrigues, Wesley Medeiros2019-06-04T19:55:08Z2019-06-04T19:55:08Z2019-06-042018-12-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfRODRIGUES, Wesley Medeiros. Estudo, implementação e simulação de coalescência com múltiplas trincas usando o BemCracker2D. 2018. xvii, 130 f., il. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio.unb.br/handle/10482/34701A 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:UNB2023-07-13T19:21:16Zoai:repositorio.unb.br:10482/34701Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-13T19:21:16Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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