Ferramenta computacional para a análise não-linear de sólidos e estruturas pelo método dos elementos finitos generalizados

• Processo: 11/01127-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2013
• 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: Felício Bruzzi Barros ; Wesley Góis
• Auxílio(s) vinculado(s): 11/51859-6 - Nonlinear fracture and damage mechanics and associated improved numerical strategies, AP.R
• Assunto(s): Mecânica das estruturas Análise não linear de estruturas Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Não-Linear | Erros de aproximação | Formulação global-local | Método dos Elementos Finitos Generalizados | Mecânica dos Sólidos e das Estruturas

Resumo

Este projeto de pesquisa se insere no âmbito dos novos desenvolvimentos no campo dos métodos numéricos dedicados à simulação de problemas não-lineares envolvendo descontinuidades e análises multi-escala. A metodologia adotada propõe a combinação do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) e formulações baseadas nas Mecânicas do Dano e da Fratura, objetivando o desenvolvimento de uma ferramenta numérica precisa e robusta para a análise do comportamento estrutural não-linear decorrente da evolução do dano múltiplo (em diferentes regiões e escalas). Tanto aspectos computacionais quanto matemáticos serão abordados. Incluem-se estudos de convergência, análise 'a-posteriori' do erro e adaptividade-p objetivando garantir ótimas taxas de convergência e ganho de eficiência computacional. A opção pelo MEFG se justifica porque, de um lado, está bem demonstrada a sua capacidade em tratar eficientemente problemas da mecânica da fratura não-linear. Por outro lado, a versão do método que emprega enriquecimentos globais oriundos de soluções de problemas locais (denominada como MEFG-gl) tem sido estendida com sucesso aos problemas não-lineares. Os recursos do MEFG-gl podem ser eficientemente explorados em problemas de dano múltiplo em diferentes escalas. Os estudos iniciais serão conduzidos no âmbito bidimensional, mas a formulação permite extensão consistente ao campo tridimensional. A ferramenta computacional será desenvolvida em linguagem PYTHON. A linguagem possui diversas estruturas de alto nível, suportando programação orientada por objetos e permitindo implementações computacionais eficientes para a solução de sistemas esparsos de grande dimensão, bem como de processamento paralelo. (AU)