Aplicação do Método dos Elementos Finitos Generalizados na modelagem computacional do Ensaio de Fratura pelo Método da Cunha

• Processo: 24/04382-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 15 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 14 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Rodrigo Bresciani Canto
• Beneficiário: Rodrigo Bresciani Canto
• Pesquisador Anfitrião: Carlos Armando Magalhaes Duarte
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Illinois at Urbana-Champaign, Estados Unidos
• Assunto(s): Método de correlação digital de imagem Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: correlação de imagens digitais | Ensaio de Fratura pelo Método da Cunha | Materiais refratários | Método dos Elementos Finitos | Método dos Elementos Finitos Generalizados | Ensaios mecânicos e modelagem computacional

Resumo

Concretos refratários são utilizados em recipientes para transporte e/ou processamento de materiais em elevadas temperaturas por suas propriedades termomecânicas satisfatórias nestas condições. Quando expostos a gradientes de temperatura e choques térmicos, o surgimento de trincas é inevitável, então caracterizar experimentalmente e modelar a nucleação e a propagação destas é bastante útil para projetos modernos. Esta proposta objetiva desenvolver modelos computacionais para simular Ensaios de Fratura pelo Método da Cunha (EFMC) utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o dos Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Os modelos computacionais serão desenvolvidos a partir da junção do software comercial Abaqus (MEF) com o código MEFG-ISET (desenvolvido na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign - UIUC). Os dados experimentais para a construção e verificação dos modelos computacionais -- obtidos previamente na UFSCar --, serão a força vertical, obtida da célula de carga da máquina de ensaios, e os campos de deslocamentos de duas faces opostas do corpo de prova, obtidos por Correlação de Imagens Digitais (CID). Este projeto de pesquisa visa o avanço na união das frentes experimental e computacional supracitadas, a fim de aperfeiçoá-las, aproveitando sua sinergia para atender com mais precisão as exigências de projetos mais desafiadores de peças de materiais refratários. Com isso, espera-se também gerar desenvolvimentos metodológicos para lidar com as dificuldades associadas aos materiais refratários e às suas condições de aplicação, uma vez que pretende-se aplicar (no futuro) esta metodologia também em altas temperaturas, melhorando a previsibilidade de falha e possibilitando otimização energética dos processos industriais.