Análise numérica de efeitos termo-mecânicos em sólidos incluindo mudança de fase e situações de contato

• Processo: 18/23957-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Rodolfo André Kuche Sanches
• Beneficiário: Péricles Rafael Pavão Carvalho
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/10316-1 - Implementação do método dos elementos finitos e partículas para solução numérica de problemas de interação fluido-estrutura com acoplamento térmico, BE.EP.DR
• Assunto(s): Métodos numéricos Análise numérica Mudança de fase Método dos elementos finitos Viscoelasticidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Contato entre estruturas | Efeitos termo-mecânicos | Método dos elementos finitos e partículas | mudança de fase | Visco-elasto-plasticidade | Métodos Numéricos

Resumo

Tendo como motivação a simulação do comportamento de estruturas em altas temperaturas bem como a análise numérica de processos de fabricação de elementos estruturais com efeitos termo-mecânicos, este projeto propõe o estudo e desenvolvimento de modelos numéricos em descrição Lagrangeana para simulação de problemas termo-mecânicos com sólidos visco-elasto-plásticos, fluidos viscosos incompressíveis e mudanças de fase sólido-fluido, incluindo modelos de contato. Para tal, utiliza-se o método dos elementos finitos posicional, o qual emprega posições como parâmetros nodais ao invés de deslocamentos. Para que seja possível lidar com a magnitude de deformações distorcionais presentes na fase fluida, recorre-se à combinação do método de elementos finitos com método de partículas (Método dos Elementos Finitos e Partículas - MEFP), a qual já é utilizada para uma ampla gama de problemas de escoamentos com superfícies livres, interação fluido-estrutura e mecânica dos sólidos. Adota-se para o sólido um modelo constitutivo visco-elasto-plástico válido para o regime de grandes deformações e para o fluido o modelo Newtoniano incompressível. Partindo-se de técnicas de contato tipo nó-a-segmento com multiplicadores de Lagrange, propõe-se o desenvolvimento de modelos mais apurados considerando o caso 3D. (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)

CARVALHO, PERICLES R. P.; CODA, HUMBERTO B.; SANCHES, RODOLFO A. K.. A large strain thermodynamically-based viscoelastic-viscoplastic model with application to finite element analysis of polytetrafluoroethylene (PTFE). EUROPEAN JOURNAL OF MECHANICS A-SOLIDS, v. 97, p. 20-pg., 2023-01-01. (18/23957-2)

CARVALHO, PERICLES R. P.; CODA, HUMBERTO B.; SANCHES, RODOLFO A. K.. Positional finite element formulation for two-dimensional analysis of elasto-plastic solids with contact applied to cold forming processes simulation. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 42, n. 5, APR 20 2020. (18/23957-2)