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Desenvolvimento de uma ferramenta numérica para análise de fratura dúctil em materiais termo-viscoplásticos altamente deformáveis

Processo: 18/20036-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 24 de julho de 2019
Vigência (Término): 23 de julho de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
Pesquisador responsável:João Paulo Pascon
Beneficiário:João Paulo Pascon
Anfitrião: Haim Waisman
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Local de pesquisa : Columbia University in the City of New York, Estados Unidos  
Assunto(s):Método dos elementos finitos   Mecânica computacional

Resumo

Este projeto aborda análise numérica via elementos finitos de fratura dúctil em materiais altamente deformáveis, incluindo efeitos térmicos e inelásticos. Esse tópico de pesquisa, além de ser desafiador do ponto de vista de complexidade, encontra inúmeras aplicações práticas na engenharia e na indústria. Entre as leis constitutivas mais utilizadas, destaca-se o modelo de dano de Gurson-Tvergaard-Needleman (GNT), empregado para prever o crescimento de vazios em metais porosos. Em relação à modelagem numérica, uma estratégia inovadora que tem sido aplicada, com sucesso, na análise de fratura e propagação de trincas é o chamado Método do Campo de Fase (MCF), do inglês Phase-field Method, no qual a trinca é modelada como um ente contínuo por um processo de regularização de sua superfície. O objetivo central deste projeto de pós-doutorado no exterior é incluir a análise de fratura dúctil na formulação numérica do grupo hospedeiro, que possui ampla experiência em análises dinâmicas, via elementos finitos, do processo de fratura frágil de materiais em regime termo-viscoplástico de grandes deformações. Todo o projeto de pesquisa pretendido será realizado presencialmente no grupo hospedeiro com uso de computadores. Além de definir a formulação constitutiva a ser utilizada após uma intensa revisão bibliográfica, pretende-se implementar as modificações necessárias no código computacional do grupo e empregar o programa resultante para simular diversos problemas mecânicos. Com os resultados numéricos dessas simulações, serão investigados os efeitos da temperatura e da taxa de carregamento no comportamento mecânico exibido pelo material com relação à ocorrência de fratura dúctil, aos níveis de deformação plástica e à propagação de trincas.