Análise de integridade estrutural de materiais anisotrópicos via modelos de campos de fase

• Processo: 23/03047-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Marco Lucio Bittencourt
• Beneficiário: Marco Lucio Bittencourt
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Jose Luiz Boldrini
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/13651-1 - Implementação de Algoritmos Paralelos para Modelos de Campos de Fase, BP.TT
• Assunto(s): Danos Fraturas Integridade estrutural Método dos elementos finitos Modelo de campo de fase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Campos de fases | dano | fratura | Método de Elementos Finitos de Alta Ordem | Modelos constituvos de materiais | Modelos de materiais para dano e fratura

Resumo

Uma das motivações conceituais principais deste projeto é o tema da integridade de materiais não isotrópicos no contexto da Mecânica Computacional. Essa temática é obviamente ampla e complexa com diferentes aplicações de engenharia.Materiais de alta resistência e baixa densidade são desejáveis no projeto de componentes e estruturas em um contexto de sustentabilidade e economia de energia. Os critérios de projeto são na maioria das vezes incapazes de garantir a integridade estrutural de forma confiável ao longo do ciclo de vida do produto. Mesmo os programas computacionais de Engenharia Assistida por Computador, apesar de implementarem vários modelos constitutivos de materiais, mostram-se incapazes de garantir a integridade em vários casos práticos, muitas vezes devido às limitações dos próprios modelos disponíveis nesses programas.Para superar essas dificuldades e preencher lacunas de conhecimento existentes com contribuições inovadoras,utilizaremos a metodologia da interface difusa, também conhecida por técnica de campos de fases (phase-fields), formulando, analisando e validando modelos matemáticos para o comportamento da classe de materiais ortotrópicos, com aplicações emestruturas de madeiras e materiais compósitos. Desenvolveremos modelos que sejam termodinamicamente consistentes e estaremos interessados em processos que envolvam fenômenos complexos, em particular aqueles em que ocorrem o aparecimento e/ou evolução de dano por efeitos mecânicos, térmicos e químicos.Paralelamente à elaboração dos modelos será também necessário o desenvolvimento de métodos e códigos numéricos para realizar simulações confiáveis dos modelos matemáticos propostos; tais simulações são cruciais para testá-los, possivelmente corrigí-los ou generalizá-los, e, quando possível, validá-los pela comparação das suas predições com dados experimentais. (AU)