Análise da resistência sob elevadas taxas de carregamento utilizando o método dos elementos discretos formado por barras

• Autor(a) principal: Santos, Carla Driely Morsch
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/1891
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia civil; Resistência de materiais; Taxa de deformação; Efeito de escala; Civil engineering; Método dos elementos discretos; Método dos elementos finitos; Method of discrete elements; Finite element method; Resistance of materials

A literatura mostra que com o aumento da taxa de deformação ocorre uma amplificação da resistência dinâmica. Diversos autores tem estudado o efeito da taxa de deformação, estes estudos podem ser feitos de maneira experimental baseado no principio da barra de Hopkinson ou através de simulações numéricas. Este trabalho apresenta um estudo sobre como varia a influencia da taxa de deformação com o efeito de escala em materiais com comportamento quase frágil. Para estudar este efeito é utilizado um modelo numérico que combina o método dos elementos finitos (MEF) e o método dos elementos discretos formado por barras (LDEM). No LDEM o contínuo é representado por intermédio de uma treliça espacial de barras com a massa concentrada nas suas pontas. Este modelo misto foi implementado no software comercial Abaqus/Explicit, para simular o comportamento de corpos de prova de poliestireno expandido e de concreto com diferentes tamanhos e de diferentes taxas de deformação aplicadas. Os corpos de prova são elaborados com o MEF nas extremidades e com o LDEM na parte central a qual possui uma diminuição da seção transversal, assim a ruptura ocorre na parte central. Nas simulações os corpos de prova foram submetidos ao ensaio de tração direta. Os resultados mostraram que com o aumento das taxas de deformações aplicadas as cargas de ruptura aumentam, e que este comportamento é influenciado pela dimensão do corpo de prova. O aumento da resistência a tração foi observado sem qualquer alterações das equações constitutivas ou parâmetro do material. Além disso é proposta uma forma de tornar independente a relação entre a intensificação dinâmica e a taxa de deformação do efeito de escala. Foi analisado também como ocorre a propagação das tensões ao longo do corpo de prova para diferentes taxas de deformação, encontrando que para as maiores taxas de deformação analisadas as tensões não são uniformes no corpo.