Modelo de campo de fase para fraturamento frágil de materiais ortótropos

• Processo: 24/13141-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Ayrton Ribeiro Ferreira
• Beneficiário: Diego Dias Veloso
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Anisotropia Mecânica computacional Mecânica da fratura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Anisotropia | Campo de Fase | Dano a gradiente | Mecânica Computacional | Mecânica da Fratura | Mecânica dos Materiais / Métodos Numéricos

Resumo

Os modelos de campo de fase para o fraturamento têm sido amplamente abordados na literatura recente. Essa popularidade se deve principalmente à possibilidade representar fissuras por um campo escalar contínuo usando o Método dos Elementos Finitos (MEF) tradicional, evitando, por exemplo, a necessidade de enriquecimentos com funções descontínuas ou de remalhamento ao longo da propagação de uma fissura. No entanto, a grande maioria dos trabalhos se limita a materiais isótropos. Além disso, os modelos dedicados à anisotropia ainda carecem de adequada inclusão da resistência assimétrica à tração e compressão e de um critério para evitar a interpenetração das faces de uma fissura. Nesse contexto, esta proposta objetiva estender o modelo existente de campo de fase isótropo de \citeonline{Ferreira2024}, que supera automaticamente essas limitações e facilita extensões, para o fraturamento frágil de materiais ortótropos. A anisotropia será incluída tanto na resistência à deformação quanto na resistência ao fraturamento. O primeiro caso trata da inclusão de tensores constitutivos elásticos anisótropos de quarta ordem na relação tensão-deformação. Já o segundo, trata de considerar a taxa crítica de liberação de energia de superfície de Griffith como sendo variável segundo as direções do espaço. Espera-se, assim, contribuir ao entendimento do efeito das diferentes fontes de anisotropia no problema de fraturamento frágil e avançar significativamente no modelamento de fratura com campo de fase.