Análise de falha 3D multi-escala dinámica termo-elástica de compósitos usando o método acelerado dos elementos de contorno

Resumo

O presente projeto tem como objetivo principal a construção de ferramentas computacionais para a análise de falha em compósitos considerando leis coesivas baseadas na natureza micro-escala da interface, assim como, os efeitos termo-elásticos e dinâmicos. O enfoque multi-escala deve representar adequadamente as interações inter-atômicas e inter-moleculares nas interfaces entre as fibras e a matriz. Além disso, a análise termo-elástica e dinâmica na meso-escala é fundamental para poder caracterizar o comportamento real de uma falha multi-escala em um compósito. O método dos elementos de contorno (MEC) está bem estabelecido como uma técnica numérica eficiente para a análise de muitos problemas físicos e de engenharia e será usado para esta finalidade. A implementação anisotrópica 3D do MEC para problemas elasto-estáticos tem sido foco de grande interese por décadas devido a sua complexidade matemática. Adicionalmente, a natureza não-simétrica e populada do sistema matricial do MEC requer alto desempenho computacional e envolve grande tempo de análise. O presente projeto propõe também lidar com estes dois problemas, usando uma implementação numérica geralmente anisotrópica baseada em séries de Fourier e um método de aceleração para gerar as matrices no MEC. Também é proposto um estágio de um ano na Brunel University London sob supervisão do Professor Luiz Carlos Wrobel.