Identificação de propriedades elásticas via ensaios (termo)mecânicos assistidos por correlação de imagens digitais

• Processo: 23/13594-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Ricardo Afonso Angélico
• Beneficiário: Arthur Mota Goncalves
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Método de correlação digital de imagem Ensaios mecânicos Materiais cerâmicos Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: correlação de imagens digitais | Ensaios Mecânicos | Materiais Cerâmicos | Método dos Elementos Finitos | Correlação de Imagens Digitais

Resumo

Aplicações de alta temperatura geralmente requerem o uso de materiais refratários, devido às suas propriedades térmicas e físicas. O projeto mecânico de estruturas com esses materiais exige que suas propriedades elásticas sejam conhecidas. A identificação de propriedades elásticas em alta temperatura depende de sensores que, normalmente, fornecem uma única leitura para toda amostra. Técnicas não invasivas baseadas em imagens são oportunas para superar essa limitação, permitindo medições de um campo de deformações e deslocamentos. Ademais, o acoplamento de um sistema experimental com uma abordagem numérica possibilita identificar as propriedades em questão. Nesse contexto, o presente projeto de pesquisa visa avaliar os parâmetros elásticos de materiais refratários em temperaturas que variam da ambiente até 900 °C. Serão combinadas, para tanto, técnicas de correlação de imagens digitais (DIC) e a atualização de um modelo em elementos finitos (FEMU). A técnica de DIC permite obter um campo de deslocamentos do material em determinada temperatura e carregamento. Os dados para a correlação de imagens serão registrados em uma montagem com filtros e espelhos para minimizar a influência da radiação do corpo conforme a temperatura aumenta, e o algoritmo de correlação será implementado em MATLAB com o framework Correli 3.0. Na sequência, o problema de identificação será modelado a partir de uma abordagem em elementos finitos, iterando entre diferentes parâmetros elásticos até que os resultados computacionais correspondam com o campo experimental de deslocamentos (FEMU-U) ou com as forças de reação (FEMU-F). A atualização do modelo será realizada interagindo com o software de elementos finitos Abaqus. Por fim, quando a iteração convergir para os parâmetros ótimos no intervalo de temperatura selecionado, os dois métodos serão comparados para avaliar os parâmetros elásticos identificados. Futuramente, a presente metodologia poderá ser aplicada na identificação de outros parâmetros do modelo de material.