Desenvolvimento de formulações enriquecidas do método dos elementos de contorno isogeométrico para a análise da fratura e fadiga de estruturas tridimensionais

• Processo: 19/18795-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2020
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Edson Denner Leonel
• Beneficiário: Matheus Rocha
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/00714-2 - Formulações enriquecidas do método de elementos de contorno isogeométrico para análise de propagação de fissuras em componentes estruturais tridimensionais, BE.EP.DR
• Assunto(s): Mecânica computacional Método dos elementos de contorno Fratura das estruturas Fadiga das estruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análises isogeométricas | Formulações enriquecidas | Método dos Elementos de Contorno dual | Modelo coesivo de fadiga | Mecânica Computacional

Resumo

Este projeto objetiva o desenvolvimento de formulações numéricas enriquecidas baseadas no Método dos Elementos de Contorno (MEC) para a análise mecânica tridimensional de corpos fissurados. O MEC é um método numérico reconhecidamente robusto na análise de tal problema. Devido à ausência de malha de domínio e a redução na dimensionalidade da malha, as tensões são precisamente determinadas na ponta das fissuras e o processo de remalhamento torna-se menos complexo. As formulações serão desenvolvidas considerando a abordagem isogeométrica do MEC. Portanto, geometrias complexas construídas em softwares CAD poderão ser adequadamente analisadas. Além disso, as formulações levarão em consideração a presença de funções enriquecedoras. Dentre elas destacam-se: função delta de Dirac para a solução de problemas envolvendo condições de contorno concentradas, funções de Westergaard para a determinação dos fatores de intensidade de tensão nas pontas das fissuras e função ressalto para a simulação da propagação das fissuras no contorno sem a necessidade de remalhamento. Tais enriquecimentos claramente estendem o estado da arte nas formulações do MEC isogeométrico. As formulações desenvolvidas serão utilizadas na análise dos processos de fratura linear, fratura não linear, fadiga linear e fadiga não linear de sólidos tridimensionais. Com este projeto, objetiva-se avançar no campo das aplicações envolvendo o MEC, especialmente, em um domínio onde 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)

ROCHA, MATHEUS; TREVELYAN, JON; LEONEL, EDSON DENNER. An extended isogeometric boundary element formulation for three-dimensional linear elastic fracture mechanics. COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 423, p. 33-pg., 2024-02-26. (22/00714-2, 19/18795-6)