Desenvolvimento de modelos numéricos para análise de fratura dúctil em metais termoviscoplásticos sob grandes deformações

• Processo: 21/03954-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: João Paulo Pascon
• Beneficiário: João Paulo Pascon
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais metálicos Materiais porosos Materiais termoviscoplásticos Fratura dúctil Método dos elementos finitos Mecânica computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elementos Finitos | Fratura dúctil em metais | Modelos do tipo GTN para materiais metálicos porosos | Regime termo-viscoplástico de grandes deformações | Mecânica Computacional

Resumo

A análise de fratura dúctil em materiais por meio de elementos finitos considerando grandes deformações e efeitos térmicos é um campo promissor, desafiador e - ao mesmo tempo - estratégico para as indústrias automotiva, aeroespacial, naval e pesada, bem como para as etapas de projeto e dimensionamento em engenharia. O objetivo central do presente projeto de pesquisa é o desenvolvimento de ferramentas numéricas, por meio de elementos finitos, para modelagem de fratura dúctil em metais termoviscoplásticos altamente deformáveis. Para isso, serão empregadas formulações do tipo GTN (Gurson-Tvergaard-Needleman), as quais são descritas por modelos contínuos micromecânicos desenvolvidos para análise de dano dúctil em metais porosos por meio da modelagem do crescimento, da nucleação e da coalescência de vazios. O projeto será executado em uma estação de trabalho móvel (mobile workstation laptop), envolvendo as seguintes etapas: revisão bibliográfica para seleção dos modelos constitutivos específicos e das estratégias numéricas a serem implementados; desenvolvimento de códigos computacionais a partir daqueles já criados pelo proponente ao longo de sua carreira acadêmica; seleção dos problemas mecânicos/estruturais a serem analisados; simulações computacionais com as ferramentas numéricas desenvolvidas; análise dos resultados obtidos em relação ao comportamento mecânico do material; e redação de artigos científicos. Embora exista uma vasta bibliografia acerca dos tópicos deste projeto, a área de modelagem numérica de fratura dúctil de materiais termoviscoplásticos em grandes deformações continua aberta a novas investigações e a novos estudos. Ademais, o presente projeto abre a possibilidade de trabalhos em conjunto com outros docentes e pesquisadores de áreas relacionadas. O requerente possui ampla experiência com modelagem constitutiva em grandes deformações via elementos finitos para problemas contínuos e isotérmicos. A partir deste projeto, espera-se que o docente contribua para a área de previsão numérica de fratura dúctil em metais altamente deformáveis considerando efeitos da temperatura e da taxa de deformação. (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)

PASCON, JOAO PAULO. Large deformation analysis of functionally graded thermoviscoplastic beams under ductile damage via finite elements. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 45, n. 9, p. 18-pg., 2023-09-01. (21/03954-1)