Identificação de lei coesiva para materiais refratários com uso de Correlação de Imagens Digitais e Método dos Elementos Finitos

• Processo: 17/20911-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Rodrigo Bresciani Canto
• Beneficiário: Rafael Vargas Maginador
• Supervisor: Francois 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: 17/05678-6 - Aplicação do Método dos elementos finitos e da correlação de imagens digitais na análise do ensaio de fissuração pelo Método da Cunha, BP.MS
• Assunto(s): Simulação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: castable refractories | cohesive zone model | Digital image correlation | finite element | Simulation | wedge splitting test | Cerâmicas Refratárias

Resumo

Concretos refratários são aplicados em processos com alta periculosidade que envolvem temperaturas elevadas e ambientes corrosivos. Neste contexto, a caracterização destes materiais é de extrema importância e essencial para a correta seleção, aplicação, desenvolvimento e pesquisa nesta área. Entretanto, existem dificuldades para identificar a Zona de Rastro (ZR), i.e., a região de dissipação energética nas proximidades da ponta da trinca, causada pela interação entre a trinca se propagando e a microestrutura do material. A utilização da Correlação de Imagens Digitais (CID) para comparar os campos de deslocamentos com simulações pelo método dos Elementos Finitos (EF) é uma maneira de identificar a ZR. Neste projeto de estágio são propostas simulações da fratura de refratários por EF, utilizando dados de CID do ensaio mecânico pelo Método da Cunha (MC) para a obtenção de parâmetros do modelo de Zona Coesiva (ZC), i.e., região com elementos coesivos. O campo de deslocamentos é medido experimentalmente com CID-2D e sua borda é utilizada como condição de contorno no modelo de EF. O campo de deslocamentos medido é então comparado com os resultados da simulação para extrair os parâmetros da ZC como os minimizadores da norma quadrática da diferença entre os campos de deslocamentos medidos e simulados. Esta metodologia será utilizada para obter parâmetros da ZC que garantam a melhor correspondência possível entre resultados experimentais (CID) e de simulação computacional (EF). Desta forma, a ZR será identificada pelo dano dos elementos coesivos. Além disso, as simulações considerarão os efeitos de rastro dados por mecanismos de dissipação energética, e.g., a união mecânica dos agregados após fissuramento, ramificações da trinca e formação de microtrincas. Caso haja tempo, procedimentos similares serão testados em geometrias mais complexas de modo a medir o dano tridimensional por meio das imagens obtidas de ambos os lados de um ensaio do MC.

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 a tastable refractory using the wedge splitting test and cohesive zone model. Journal of the European Ceramic Society, v. 39, n. 13, p. 3903-3914, OCT 2019. (17/20911-9)

VARGAS, R.; NEGGERS, J.; CANTO, R. B.; RODRIGUES, J. A.; HILD, F.. Analysis of a castable refractory using the wedge splitting test and cohesive zone model. Journal of the European Ceramic Society, v. 39, n. 13, p. 12-pg., 2019-10-01. (17/20911-9)

VARGAS, R.; NEGGERS, J.; CANTO, R. B.; RODRIGUES, J. A.; HILD, F.. Comparison of two full-field identification methods for the wedge splitting test on a refractory. Journal of the European Ceramic Society, v. 38, n. 16, p. 5569-5579, DEC 2018. (17/20911-9)