Quantificação da incerteza de modelo de Forman via metodologia "Fast Crack Bounds"

• Autor(a) principal: Santos, Bruno dos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• 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/1/3927
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS; Metais - Fratura; Elasticidade; Monte Carlo, Método de; Materiais - Propriedades mecânicas; Metais - Fadiga; Deformações e tensões; Métodos de simulação; Metals - Fracture; Elasticity; Monte Carlo method; Materials - Mechanical properties; Metals - Fatigue; Strains and stresses; Simulation method; Engenharia Mecânica

A mecânica da fratura linear elástica (MFLE) permite a quantificação das relações entre as propriedades dos materiais, o nível de tensão, a presença de defeitos geradores de trincas e os mecanismos de propagação de trincas. Existem inúmeros modelos buscando descrever o crescimento de trinca. Estes são classificados em duas grandes categorias, a saber: amplitude de tensão constante (CATC) e amplitude de tensão variável (CATV). Neste trabalho apresenta-se a utilização do modelo de propagação de trinca do tipo amplitude de tensão constante (CATC) proposto por Forman, admitindo a existência da incerteza nos parâmetros de definição do modelo, tendo assim como objetivo a quantificação da incerteza do fenômeno de propagação de trincas. Para isso a modelagem da incerteza será feita através das variáveis aleatórias. A partir disso, os métodos de simulação de Monte Carlo (SMC) e Fast Crack Bounds (FCB) serão utilizados conjuntamente para se estimar os momentos estatísticos do processo estocástico “tamanho de trinca”. O desempenho da proposta será avaliado a partir da combinação dos métodos de SMC com Runge-Kutta de quarta ordem (RK4). Utiliza-se de três exemplos clássicos da mecânica da fratura para explorar a precisão e a eficiência da solução proposta para o problema do valor inicial do crescimento de trinca. O trabalho identifica ganhos computacionais no mínimo 378,09% mais eficientes que a solução RK4 e desvios relativos de no máximo 26,28%, demonstrando a aplicabilidade e eficácia da metodologia Fast Crack Bounds.