Comparação de técnicas numéricas para análise de metais no regime plástico

• Autor(a) principal: Wajima, Leandro Takeo
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10262
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Método dos elementos finitos; Compostos metálicos; Análise numérica; Finite element method; Metallic composites; Numerical analysis

O presente trabalho dedica-se à comparação de técnicas numéricas via Método dos Elementos Finitos (MEF) para análise estrutural de componentes metálicos no regime plástico. As simulações numéricas são realizadas através do software Abaqus e as técnicas numéricas de solução envolvidas e testadas são: número de incrementos de carga, controle incremental, método de solução de sistemas não lineares, critérios de escoamento e, por fim, modelo de encruamento. Primeiramente, estudou-se um caso de uma placa quadrada com um furo central circular relacionando testes envolvendo diferentes configurações das variáveis de solução numérica citadas anteriormente e, através de uma análise de eficiência, determinou-se qual era a configuração mais satisfatória. Por sua vez, estendeu-se tal escolha para um segundo caso, correspondente à simulação numérica de um corpo de prova submetido à tração uniaxial. Esse caso foi baseado em um trabalho experimental encontrado na bibliografia em que o principal objetivo foi comparar resultados (de natureza estrutural) numérico e experimental em relação ao comportamento plástico com o intuito de observar se as técnicas utilizadas eram satisfatórias e condizentes com os valores obtidos experimentalmente. Por último, ainda empregando a mesma configuração escolhida no primeiro caso, simulou-se também um componente de suspensão veicular a fim de se analisar o material em termos estruturais no regime plástico. Como resultado, este trabalho expõe as características e a influência de cada técnica numérica no âmbito do comportamento plástico de metais no que diz respeito à análise estrutural. Os resultados apresentados, de modo geral, foram satisfatórios, apresentando médias de erro relativo variando entre 1,66% e 16,63%. Adicionalmente, os casos simulados convergiram numa faixa entre 10,2 e 260,9 segundos dependendo do grau de complexidade do componente.