Identificação do fator de intensidade de tensão por correlação de imagens digitais combinada ao método dos elementos finitos

• Processo: 15/11104-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 20 de agosto de 2015
• Data de Término da vigência: 19 de dezembro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Rodrigo Bresciani Canto
• Beneficiário: Rafael Vargas Maginador
• Supervisor: François Hild
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Laboratoire de Mécanique et Technologie (LMT Cachan), França
• Vinculado à bolsa: 14/03594-1 - Medição do comprimento da trinca em ensaio de fissuração pelo método da cunha via técnica de correlação de imagens digitais, BP.IC
• Assunto(s): Cerâmica (materiais cerâmicos) Concreto refratário Método dos elementos finitos Método de correlação digital de imagem
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: castable refractories | Digital image correlation | finite element | R-curve | Simulation | Cerâmicas Refratárias

Resumo

A periculosidade envolvida a altas temperaturas e ambientes corrosivos em que são aplicados materiais cerâmicos refratários torna a caracterização destes materiais extremamente importante. Esta caracterização se torna uma ferramenta essencial para a seleção apropriada em uma dada aplicação e para pesquisas e desenvolvimento de novos materiais nessa área. Entretanto, ainda existem dificuldades para o levantamento da curva-R, um indicativo de propriedades microestruturais que fornece a resistência à propagação de trincas em função de seu tamanho. Uma das maneiras de se levantar a curva R é por meio de um método semi-empírico dependente do fator de intensidade de tensões, cuja medição é trabalhosa e até mesmo desconhecida para certas geometrias. Neste projeto de estágio se propõe a obtenção do fator de intensidade de tensões através da utilização da técnica de correlação de imagens digitais (CID) combinada com o método de elementos finitos (MEF), em um ensaio de fissuração utilizando o método da cunha. O campo de deslocamentos é medido experimentalmente com a técnica de CID-2D e o tamanho da trinca estimado como uma incógnita do problema de otimização. Os deslocamentos medidos na borda, e uma estimativa da posição da ponta da trinca são utilizados como condições de contorno para o modelo de MEF. O campo de deslocamento medido é então comparado com os resultados da simulação feita para obter a posição de ponta da trinca e o fator de intensidade de tensões, como minimizadores do modelo chi-quadrado da diferença entre os campos de deslocamentos medidos e simulados. Por meio desta metodologia, visa-se a obtenção dos parâmetros que melhor adequam os resultados experimentais dos ensaios aos da simulação computacional. Dessa maneira, seria possível o cálculo do fator de intensidade de tensões em geometrias complexas, além de simulações computacionais considerando o efeito de rastro dado pela união mecânica de agregados após trincamento, cujos parâmetros de simulação ainda não são conhecidos. (AU)

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)

VARGAS, R.; NEGGERS, J.; CANTO, R. B.; RODRIGUES, J. A.; HILD, F.. Analysis of wedge splitting test on refractory castable via integrated DIC. Journal of the European Ceramic Society, v. 36, n. 16, p. 4309-4317, DEC 2016. (15/11104-7)