Análise da fratura de refratários em altas temperaturas via simulação computacional e correlação de imagens digitais

• Processo: 20/08077-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Rodrigo Bresciani Canto
• Beneficiário: Rodrigo Bresciani Canto
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: François Hild ; Ricardo Afonso Angélico ; Vinicius Fiocco Sciuti
• Assunto(s): Método da cunha Método dos elementos finitos Refratários Alta temperatura Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Altas temperaturas | correlação de imagens digitais | Método da cunha | Método dos Elementos Finitos | refratários | Simulação Computacional e Ensaios Mecânicos

Resumo

A simulação computacional é uma ferramenta importante nas etapas de seleção e previsão da viabilidade de aplicação e da vida útil de refratários, geralmente utilizados em condições de altas temperaturas. Porém, a modelagem computacional destes materiais implica em identificar parâmetros que representem o comportamento termomecânico nas altas temperaturas almejadas. Este projeto visa o desenvolvimento de ferramentas que possibilitem a aquisição e o tratamento de imagens obtidas em até 1400 Celsius, com duas frentes: experimental e computacional. Ressalta-se que as duas frentes são complementares e é objetivo (e prática) do grupo de pesquisa proponente não dissociá-las. Na frente experimental, será construído um forno, a ser acoplado em uma máquina de ensaios mecânicos, com janelas que permitam a aquisição de imagens para a aplicação da técnica de correlação de imagens digitais (CID). Deverão ser surpassados desafios como a definição de filtros ópticos e iluminação para lidar com a radiação de corpo negro emitida pelo corpo de prova (CDP) acima de 800 Celsius, bem como a pintura das faces do CDP que suporte as altas temperaturas. Na frente computacional, simulações computacionais e o tratamento de imagens pela técnica de CID, para obter o campo de deslocamentos ao lidar com efeitos miragem e a possível mudança de tonalidade das faces do CDP, demandam alto desempenho computacional. Além disso, a identificação de parâmetros de fratura relevantes destes materiais será feita pelo método de atualização de elementos finitos de modo que a simulação da fratura seja fidedigna aos mecanismos físicos. A combinação do campo de deslocamentos experimental, aliado à simulação computacional, proporcionará um melhor entendimento do comportamento mecânico em fratura de refratários em alta temperatura. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

VARGAS, R.; CANTO, R. B.; SMANIOTTO, B.; HILD, F.. Calibration of cohesive parameters for a castable refractory using 4D tomographic data and realistic crack path from in-situ wedge splitting test. Journal of the European Ceramic Society, v. 43, n. 2, p. 16-pg., 2023-02-01. (18/23081-0, 21/09238-6, 20/08077-6)

FABRIS, DEBORA CRISTINA NIERO; MIGUEL, ENZO HENRIQUE; VARGAS, RAFAEL; CANTO, RODRIGO BRESCIANI; VILLAS-BOAS, MARIANA DE OLIVEIRA CARLOS; PEITL, OSCAR; SGLAVO, VINCENZO M.; ZANOTTO, EDGAR DUTRA. Microstructure, residual stresses, and mechanical performance of surface crystallized translucent glass-ceramics. Journal of the European Ceramic Society, v. 42, n. 11, p. 12-pg., 2022-05-18. (13/07793-6, 19/12417-0, 18/23081-0, 20/08077-6)

VARGAS, R.; CANTO, R. B.; HILD, F.. Cohesive properties of refractory castable at 600 degrees C: Effect of sintering and testing temperature. Journal of the European Ceramic Society, v. 42, n. 14, p. 17-pg., 2022-08-13. (18/15266-0, 20/08077-6, 18/23081-0, 21/09238-6)