Formulação numérica para problemas tridimensionais de mecânica da fratura com combinação de discretizações isogeométrica e em elementos finitos

• Processo: 21/06104-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 21 de fevereiro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Rodolfo André Kuche Sanches
• Beneficiário: Rosicley Júnio Rodrigues Rosa
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica da fratura Método dos elementos finitos Análise estrutural Análise isogeométrica Estrutura tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Isogeométrica | Elementos Finitos | Grandes Deslocamentos | Mecânica da Fratura | Partição de domínio | Mecânica da Fratura

Resumo

A análise isogeométrica tem sido amplamente aplicada aos problemas de análise estrutural, motivada, dentro outros motivos, pela integração entre a geometria computacional e a mecânica computacional. No entanto, a discretização isogeométrica apresenta dificuldades no que diz respeito à introdução de descontinuidades. Nesse sentido, esta proposta trata do desenvolvimento e implementação computacional de um modelo numérico para análise da propagação de fissuras em estruturas tridimensionais, constituídas por materiais frágeis e em regimes de grandes deslocamentos, partindo-se de uma discretização isogeométrica. Para possibilitar a representação e a propagação das descontinuidades preservando-se a discretização isogeométrica inicial, emprega-se uma técnica de partição de domínio, onde uma malha local de elementos finitos, conforme à descontinuidade, é sobreposta ao modelo isogeométrico. Tanto o modelo isogeométrico global quanto o modelo de elementos finitos local são baseados em uma descrição posicional que naturalmente leva em conta a não linearidade geométrica. Somente o modelo local é reconstruído durante a propagação das fissuras. Com o intuito de garantir boa eficiência e precisão do método, o modelo local deve contar com enriquecimento de modo a para representar o campo singular de tensões existentes nas pontas das fissuras, o que ainda possibilita a extração direta dos fatores de intensidade de tensão, embora a técnica da integral J também deve ser implementada para essa finalidade. A formulação proposta será avaliada por meio da simulação numérica de diversos problemas estáticos e dinâmicos que possam ser descritos por elementos finitos sólidos ou de casca, e os resultados comparados com os dados disponíveis na literatura. (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)

ROSA, R. J. R.; CODA, H. B.; SANCHES, R. A. K.. Blended isogeometric-finite element analysis for large displacements linear elastic fracture mechanics. COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 392, p. 28-pg., 2022-03-15. (16/25520-5, 21/06104-9)