Formulações não lineares do método dos elementos de contorno para a descrição da falha material em estruturas tridimensionais complexas

• Processo: 22/03377-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Edson Denner Leonel
• Beneficiário: Edson Denner Leonel
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica das estruturas Mecânica da fratura Propagação de fissuras em estruturas Análise isogeométrica Métodos numéricos Método dos elementos de contorno
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análises Isogeométricas Tridimensional | Falha material | Mecânica da Fratura não linear | Método dos Elementos de Contorno | Propagação de fissuras | Métodos numéricos

Resumo

A adequada previsão e a descrição do colapso mecânico material são de grande importância na engenharia de estruturas, uma vez que tais tarefas possibilitam a definição precisa de estados limites e conduzem a um projeto econômico e seguro. As teorias da Mecânica da Fratura podem ser utilizadas para este propósito, já que diversas falhas materiais podem ser explicadas consistentemente pela ação de fissuras. Devido ao limitado escopo das soluções analíticas da Mecânica da Fratura, as abordagens desta teoria devem ser acopladas a métodos numéricos. Neste contexto, o Método dos Elementos de Contorno (MEC) torna-se uma excelente alternativa. O MEC não requer malha de domínio, o que torna menos complexo o processo de remalhamento durante a propagação das fissuras e também possibilita elevada precisão na avaliação das concentrações de tensão nas extremidades das fissuras. Neste projeto de pesquisa serão desenvolvidas formulações não lineares baseadas no MEC para a representação do colapso material em estruturas tridimensionais. As formulações Dual e de Dipolos nas descrições Lagrangiana e Isogeométrica serão utilizadas, as quais conduzirão à modelagem do processo de fratura em problemas onde a taxa de aplicação do carregamento externo é variável no tempo e também do processo de fadiga com efeitos de sobrecarga pontual. O enriquecimento do campo de deslocamentos com a função ressalto descreverá a descontinuidade material desencadeada pela intersecção da fissura com o contorno. As previsões do MEC serão comparadas com resultados numéricos, experimentais e analíticos disponíveis na literatura. Além da contribuição científica almejada com os tópicos acima mencionados, pretende-se também contribuir com a formação de recursos humanos provenientes dos programas de pós-graduação e graduação da Universidade de São Paulo. (AU)