Identificação do fator de intensidade de tensão por correlação de imagens digitais combinada ao método dos elementos finitos

Resumo

A periculosidade envolvida a altas temperaturas e ambientes corrosivos em que são aplicados materiais cerâmicos refratários torna a caracterização destes materiais extremamente importante. Esta caracterização se torna uma ferramenta essencial para a seleção apropriada em uma dada aplicação e para pesquisas e desenvolvimento de novos materiais nessa área. Entretanto, ainda existem dificuldades para o levantamento da curva-R, um indicativo de propriedades microestruturais que fornece a resistência à propagação de trincas em função de seu tamanho. Uma das maneiras de se levantar a curva R é por meio de um método semi-empírico dependente do fator de intensidade de tensões, cuja medição é trabalhosa e até mesmo desconhecida para certas geometrias. Neste projeto de estágio se propõe a obtenção do fator de intensidade de tensões através da utilização da técnica de correlação de imagens digitais (CID) combinada com o método de elementos finitos (MEF), em um ensaio de fissuração utilizando o método da cunha. O campo de deslocamentos é medido experimentalmente com a técnica de CID-2D e o tamanho da trinca estimado como uma incógnita do problema de otimização. Os deslocamentos medidos na borda, e uma estimativa da posição da ponta da trinca são utilizados como condições de contorno para o modelo de MEF. O campo de deslocamento medido é então comparado com os resultados da simulação feita para obter a posição de ponta da trinca e o fator de intensidade de tensões, como minimizadores do modelo chi-quadrado da diferença entre os campos de deslocamentos medidos e simulados. Por meio desta metodologia, visa-se a obtenção dos parâmetros que melhor adequam os resultados experimentais dos ensaios aos da simulação computacional. Dessa maneira, seria possível o cálculo do fator de intensidade de tensões em geometrias complexas, além de simulações computacionais considerando o efeito de rastro dado pela união mecânica de agregados após trincamento, cujos parâmetros de simulação ainda não são conhecidos. (AU)