Análise do coeficiente geométrico de intensidade de tensões utilizando o método dos elementos finitos

• Autor(a) principal: Giovanetti, Lucas [UNESP]
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/141477
• topic: Fator de correção geométrica; Propagação de trincas; Método dos elementos finitos; Fator de intensidade de tensões; Geometric correction factor; Crack propagation; Finite Element Method; Stress intensity factor

O coeficiente geométrico de intensidade de tensões é utilizado em análises de propagação de trincas, ou seja, em análises de estruturas tolerantes a dano, como é o caso da maioria das estruturas aeronáuticas primárias. Para estruturas com geometrias simples, estes coeficientes podem ser obtidos através de equações presentes na literatura, normas e manuais. Nos casos onde as geometrias são complexas, os coeficientes geométricos de intensidade de tensões ou fatores de correção geométrica podem ser obtidos através do método dos elementos finitos. Este trabalho tem como objetivo determinar os coeficientes geométricos de intensidade de tensões utilizando o método dos elementos finitos. Para isto, três tipos de estruturas são analisadas. A primeira estrutura analisada é uma placa plana finita com uma trinca central, submetida à tensão normal de tração (Caso 1). A segunda estrutura analisada neste trabalho é uma placa plana finita com uma trinca lateral na borda esquerda, submetida à tensão normal de tração (Caso 2). E a terceira estrutura analisada neste trabalho é uma placa plana finita com duas trincas laterais nas bordas, submetida à tensão normal de tração (Caso 3). Estas configurações foram escolhidas propositalmente porque são geometrias simples que possuem soluções analíticas para o coeficiente geométrico. Os modelos de elementos finitos foram construídos considerando trincas, que variavam de 1,5 a 25,5 mm. Para cada tamanho de trinca, o coeficiente geométrico foi calculado numérica e analiticamente, para os três tipos de configurações. Os resultados foram obtidos e comparados. O erro médio obtido para todos os tamanhos de trincas foi de 2,56%, considerando o Caso 1. Para o Caso 2, a diferença média entre os cálculos numéricos e analíticos considerando todos os tamanhos de trincas foi de 3,552%. E, para o Caso 3, o erro médio obtido foi de 2,655%. Conclui-se que de uma maneira geral, o método de obtenção do fator de correção geométrica apresentado neste trabalho possui uma boa segurança e erros relativamente pequenos.