Modelagem computacional de problemas de integridade estrutural pelo método dos elementos finitos generalizados

• Processo: 25/00293-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Sergio Persival Baroncini Proenca
• Beneficiário: Sergio Persival Baroncini Proenca
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Dorival Piedade Neto ; Murilo Henrique Campana Bento
• Assunto(s): Integridade estrutural Mecânica da fratura Mecânica do dano Métodos numéricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise multiescala | integridade estrutural | Mecânica da Fratura | Mecânica Do Dano | Método dos Elementos Finitos Generalizados | Métodos numéricos

Resumo

A análise computacional de integridade estrutural requer formulações analíticas e numéricas dedicadas à modelagem do comportamento em regime de ruptura. Trata-se de um regime que pode envolver a evolução em modo isolado ou combinado de dano frágil/dúctil, difuso ou concentrado, seguido da gênese e propagação de fissuras discretas, simples ou múltiplas. Nesse contexto, este projeto é aderente a uma linha de investigação que se pode denominar por Mecânica Computacional do Fraturamento, onde a mecânica do contínuo e o método dos elementos finitos generalizados são associados para a construção de um arcabouço conceitual geral aplicável à descrição de processos de fraturamento frágil, quase-frágil e dúctil em regimes de carregamento estático e dinâmico. Apesar da vasta bibliografia disponível relacionada ao tema, há muitas questões e lacunas a serem preenchidas para melhor entendimento de um fenômeno efetivamente complexo, que envolve o acoplamento de efeitos multifísicos em diferentes escalas, espaciais e temporais. Para avançar na busca de contribuições originais, três linhas de ação serão consideradas: a) formulação variacional unificada reunindo modelos de dano difuso e concentrado, de fratura e de campos de fase; b) abordagem multiescala e multifísica do fraturamento; c) especialização e aplicação do método dos elementos finitos generalizados. Para além de estruturas civis e mecânicas, entre as aplicações de interesse encontram-se aquelas voltadas à indústria aeronáutica. Nesse âmbito, de interesse particular estão a previsão do comportamento de elementos estruturais formados por metamateriais (materiais arquitetados com vistas a apresentar determinado desempenho termo-mecânico), bem como situações onde a integridade estrutural fica afetada por processos de formação e propagação de descontinuidades nas interfaces entre materiais distintos. (AU)