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Desenvolvimentos adicionais de um modelo micromecânico de fratura frágil e aplicações à metodologia da curva mestra

Processo: 12/13053-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2012 - 28 de fevereiro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Claudio Ruggieri
Beneficiário:Claudio Ruggieri
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Integridade estrutural  Tenacidade  Fratura frágil  Reatores nucleares 

Resumo

As limitações da mecânica da fratura monoparamétrica e biparamétrica motivam o desenvolvimento de procedimentos probabilísticos aplicados à análise do problema da fratura frágil; tais métodos estendem-se naturalmente à análise de integridade mecânica de componentes estruturais sob condições de carregamento complexas. Em particular, procedimentos probabilísticos incorporando critérios locais de fratura acoplados ao método de elementos finitos quantificam as condições globais de falha estrutural em termos de um parâmetro (local) probabilístico de fratura; tais procedimentos são genericamente denominados "métodos locais". Alguns modelos locais explicitamente adotam a teoria do "elo fraco" para descrever a fratura frágil (clivagem transgranular) em aços estruturais ferríticos e derivar funções estatísticas incorporando as tensões locais na região da trinca permitindo, portanto, introduzir o conceito de "Tensão de Weibull", como uma força motriz efetiva da trinca controlando a fratura do material. O plano de pesquisa proposto aborda a extensão e, principalmente, novos desenvolvimentos de uma metodologia de avaliação de integridade estrutural fundamentada sobre um modelo local (micromecânico). O objetivo central das atividades de investigação é o desenvolvimento de um procedimento robusto aplicável à análise de integridade mecânica e fratura de materiais estruturais, incluindo componentes estruturais e vasos de pressão nucleares, utilizando o conceito da Tensão de Weibull (Sigma_w) como força motriz efetiva. Entretanto, apesar de recentes avanços obtidos na metodologia para a caracterização e descrição da tenacidade de aços ferríticos baseados no parâmetro de fratura Sigma_w, diversas questões permanecem ainda abertas em relação à efetiva aplicação desta metodologia para a análise de criticidade de defeitos estruturais e extensão da vida útil de estruturas em operação. Dentro deste contexto, o plano de investigação proposto terá particular ênfase sobre a correlação e previsão de valores de tenacidade em corpos-de-prova de dimensões reduzidas PCVN com potencial impacto sobre a determinação mais realista e acurada da temperatura de referência T0 por intermédio da Metodologia da Curva Mestra. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Modelo que avalia a segurança de reatores nucleares é premiado nos Estados Unidos 

Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RUGGIERI, CLAUDIO; DODDS, JR., ROBERT H. A Modified Weibull Stress Approach to Determine the Reference Temperature in a Pressure Vessel Steel. MATERIALS PERFORMANCE AND CHARACTERIZATION, v. 5, n. 3, p. 260-279, 2016. Citações Web of Science: 0.
RUGGIERI, CLAUDIO; SAVIOLI, RAFAEL G.; DODDS, JR., ROBERT H. An engineering methodology for constraint corrections of elastic-plastic fracture toughness - Part II: Effects of specimen geometry and plastic strain on cleavage fracture predictions. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 146, p. 185-209, SEP 2015. Citações Web of Science: 18.
RUGGIERI, C.; HIPPERT, JR., E. Delamination effects on fracture behavior of a pipeline steel: A numerical investigation of 3-D crack front fields and constraint. INTERNATIONAL JOURNAL OF PRESSURE VESSELS AND PIPING, v. 128, p. 18-35, APR 2015. Citações Web of Science: 6.
SAVIOLI, RAFAEL G.; RUGGIERI, CLAUDIO. Experimental Study on the Cleavage Fracture Behavior of an ASTM A285 Grade C Pressure Vessel Steel. JOURNAL OF PRESSURE VESSEL TECHNOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME, v. 137, n. 2 APR 2015. Citações Web of Science: 0.
RUGGIERI, CLAUDIO; DODDS, JR., ROBERT H. An engineering methodology for constraint corrections of elastic-plastic fracture toughness - Part I: A review on probabilistic models and exploration of plastic strain effects. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 134, p. 368-390, JAN 2015. Citações Web of Science: 27.
DE SOUZA, RODOLFO F.; RUGGIERI, CLAUDIO. Revised eta-Factors and J-CTOD Relationships for SE(B) Fracture Specimens Including 3D Effects and Implications for Fracture Toughness Measurements. MATERIALS PERFORMANCE AND CHARACTERIZATION, v. 4, n. 2, SI, p. 34-54, 2015. Citações Web of Science: 1.
SARZOSA, DIEGO F. B.; RUGGIERI, CLAUDIO. A numerical investigation of constraint effects in circumferentially cracked pipes and fracture specimens including ductile tearing. INTERNATIONAL JOURNAL OF PRESSURE VESSELS AND PIPING, v. 120, p. 1-18, AUG-SEP 2014. Citações Web of Science: 12.

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