Representação de estruturas sujeitas a cargas de impacto através de modelos escalonados: estrutura e modelo feitos de materiais diferentes

• Processo: 14/03135-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2014
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Marcílio Alves
• Beneficiário: Leonardo Monteiro Mazzariol
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Modelos analíticos Estudos experimentais Avaliação de impacto
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Escalonamento | experimental | Impacto | Similaridade | Similitude | Impacto em Estruturas

Resumo

A arte da engenharia está em criar modelos, isto é, abstrações simplificadas da realidade que são capazes de representar o comportamento de que se pretende utilizar. Tais modelos podem ser abstrações analíticas, modelos teóricos, descrição do comportamento de material e, por extensão de sentido, o uso de estruturas similares para inferir o comportamento de outras. O uso destes modelos em escala encontra muitas aplicações na Mecânica dos Fluidos, enquanto que carece de bases teóricas suficientes para permitir a aplicação mais abrangente na mecânica dos sólidos, em particular, no impacto em estruturas. Nesse contexto, este projeto objetiva desenvolver leis de similaridade distorcidas na área de impacto estrutural. Esse desenvolvimento se apoiará em estudos teóricos, numéricos e experimentais do impacto de um indentador contra estruturas básicas, e.g. vigas, placas e cascas. O modelo analítico descreverá de forma simplificada o comportamento dessas estruturas-protótipo (escala real) construídas a partir de materiais diferentes daqueles usados para a construção dos modelos. Simulações numéricas reproduzirão os ensaios experimentais realizados nos protótipos e em suas representações usando os modelos em escala reduzida. As diferenças nas propriedades mecânicas do material de construção do modelo e protótipo serão consideradas no procedimento de escalonamento, o que exige extensa caracterização estática e dinâmica dos materiais. Os efeitos de escala devido à taxa de deformação também serão considerados. Dessa forma, intenciona-se desenvolver um procedimento que permita inferir o comportamento de estruturas em tamanho real sob carregamento de impacto, utilizando modelos em escala, construídos a partir de materiais diferentes do protótipo. Essas diferenças cobrem as propriedades: densidade, tensão de escoamento, encruamento e viscoplasticidade.

Publicações científicas

(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)

MAZZARIOL, LEONARDO M.; ALVES, MARCILIO. Experimental verification of similarity laws for impacted structures made of different materials. INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING, v. 133, NOV 2019. (14/03135-7)

MAZZARIOL, LEONARDO M.; ALVES, MARCILIO. Similarity laws of structures under impact load: Geometric and material distortion. INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES, v. 157, p. 633-647, JUL 2019. (14/03135-7)

MAZZARIOL, L. M.; OSHIRO, R. E.; ALVES, M.. A method to represent impacted structures using scaled models made of different materials. INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING, v. 90, p. 81-94, APR 2016. (14/03135-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MAZZARIOL, Leonardo Monteiro. Representação de estruturas sujeitas à cargas de impacto através de modelos escalonados: estrutura e modelo feitos de materiais diferentes.. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.