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Técnicas Avançadas de Elementos Finitos para Simulação de Propagação de Fraturas em Meios Ortotrópicos e Heterogêneos

Processo:24/06917-8
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
Pesquisador responsável:Nathan Shauer
Beneficiário:Nathan Shauer
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Município da Instituição Sede:Campinas
Assunto(s):Mecânica da fratura  Método dos elementos finitos 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Materiais heterogêneos | Materiais ortotrópicos | Mecânica da Fratura | Método dos Elementos Finitos Generalizados | Método Phase-field | Propagação de Fratura | Método dos Elementos Finitos

Resumo

A propagação de fraturas apresenta desafios significativos em diversas indústrias. A modelagem desse problema é complexa especialmente em casos de materiais ortotrópicos e heterogêneos. Dois modelos amplamente utilizados são o modelo discreto, que trata a fratura como uma descontinuidade no material, e o modelo Phase-field, que utiliza um campo escalar para representar o fraturamento. Cada modelo possui vantagens e desvantagens, e a escolha depende do problema específico. Para a modelagem de fraturas discretas, são necessários modelos adicionais para lidar com fenômenos como nucleação e propagação. Já o modelo Phase-field é capaz de capturar esses fenômenos naturalmente, mas requer alta capacidade computacional e refinamento de malha. Diversas técnicas de discretização espacial, como o Método dos Elementos Finitos, Método dos Elementos de Contorno e Método dos Elementos Finitos Generalizados têm sido aplicadas para resolver problemas de fratura. O Método dos Elementos Finitos Generalizado é particularmente interessante, pois permite o enriquecimento do espaço de aproximação e não impõe restrições na geração de malhas. Neste projeto, propõe-se comparar o modelo de fratura discreta discretizado pelo Método dos Elementos Finitos Generalizados com o Método de Phase-field utilizando o Método dos Elementos Finitos para a simulação de propagação de fraturas em meios ortotrópicos e heterogêneos. No processo, propõe-se também o desenvolvimento de novas tecnologias relacionadas aos métodos de simulação, como a extração de fatores de intensidade de tensão e o uso de adaptatividade de malha. (AU)

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Publicações científicas
(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)
MORAN, JESSENIA GABRIELA PENALOZA; DE OLIVEIRA, INGRID XAVIER; SHAUER, NATHAN; OLIVEIRA, HUGO LUIZ; SIQUEIRA, GUSTAVO HENRIQUE. . JOURNAL OF BUILDING ENGINEERING, v. 113, p. 33-pg., . (24/06917-8, 24/07576-0)
AVANCINI, GIOVANE; SHAUER, NATHAN; OLIVEIRA, HUGO LUIZ; DEVLOO, PHILIPPE R. B.. . COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 446, p. 28-pg., . (24/06917-8)
RAMOS, CAIO S.; DUARTE, CARLOS A.; SHAUER, NATHAN; PROENCA, SERGIO P. B.. . COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 445, p. 28-pg., . (20/14605-5, 19/00434-7, 24/06917-8)