Formulações numéricas baseadas no Método dos Elementos de Contorno Isogeométrico para a análise probabilística da propagação de fissuras em meios não homogêneos

• Processo: 16/23649-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Edson Denner Leonel
• Beneficiário: Heider de Castro e Andrade
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/03340-3 - Formulação estendida do método dos elementos de contorno isogeométrico aplicada à modelagem da propagação de múltiplas fissuras, BE.EP.DR
• Assunto(s): Mecânica da fratura Métodos numéricos Método dos elementos de contorno
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: coalescência | Confiabilidade Estrutural | Mecânica da Fratura | Método dos Elementos de Contorno | modelo de Weibull | Métodos Numéricos

Resumo

Neste projeto de tese objetiva-se o desenvolvimento de formulações numéricas baseadas no Método dos Elementos de Contorno (MEC) para a análise mecano-probabilística de materiais fissurados localizados em sistemas estruturais não-homogêneos. O MEC é um método numérico adequado para a solução desses problemas. Devido à ausência de malha de domínio no MEC, as concentrações de tensão que ocorrem nas pontas das fissuras são determinadas com precisão. Além disso, a redução de dimensionalidade da malha proporcionada pelo MEC facilita sobremaneira o processo de remeshing durante a propagação das fissuras. Serão desenvolvidas formulações numéricas do MEC para a análise da propagação de fissuras em materiais frágeis ou quase frágeis, isotrópicos ou anisotrópicos, viscosos ou não, submetidos ou não a fadiga, localizados em sistemas estruturais homogêneos ou não homogêneos. Inicialmente, as formulações do MEC serão baseadas na abordagem isoparamétrica. Porém, objetiva-se a extensão dessas formulações para a abordagem isogeométrica, de forma a melhorar as aproximações sobre a geometria e as grandezas de contorno. Ênfase será dada à análise da coalescência e propagação de múltiplas fissuras. Validação numérica do modelo de Weibull e a análise de faturamento hidráulico, particularmente, serão efetuados. Os mecanismos de colapso mecânico estão sujeitos a grandes aleatoriedades. Assim, algoritmos de confiabilidade serão acoplados às formulações do MEC, de forma a torna-las mais realistas. Dessa forma, configurações e cargas de colapso mais prováveis poderão ser determinadas. Finalmente, objetiva-se com este projeto de tese avançar no campo das aplicações envolvendo o MEC, especialmente, em um domínio no qual este é reconhecidamente mais eficiente que outros métodos numéricos. (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)

ANDRADE, H. C.; LEONEL, E. D.. An enriched dual boundary element method formulation for linear elastic crack propagation. Engineering Analysis with Boundary Elements, v. 121, p. 22-pg., 2020-12-01. (16/23649-0)

DE CASTRO E ANDRADE, HEIDER; LEONEL, EDSON DENNER. The multiple fatigue crack propagation modelling in nonhomogeneous structures using the DBEM. Engineering Analysis with Boundary Elements, v. 98, p. 296-309, JAN 2019. (16/23649-0)

OLIVEIRA, HUGO LUIZ; DE CASTRO E ANDRADE, HEIDER; LEONEL, EDSON DENNER. An isogeometric boundary element approach for topology optimization using the level set method. Applied Mathematical Modelling, v. 84, p. 536-553, AUG 2020. (16/23649-0, 19/03340-3)