Uma formulação não linear Lagrangeana total para análise termomecânica incluindo contato

• Processo: 24/01594-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Humberto Breves Coda
• Beneficiário: Eduardo Yuiti Hayashi
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Dinâmica das estruturas Método dos elementos finitos Não linearidade geométrica Transporte de calor
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica de Estruturas | Elementos Finitos | não linearidade física | não linearidade geométrica | Termomecânica | transporte de calor | Estruturas sob altas temperaturas

Resumo

Neste projeto de pesquisa propomos o estudo e a implementação de uma estratégia numérica não linear para resolução de problemas termomecânicos envolvendo contato/impacto de sólidos altamente deformáveis. Em diversas áreas de engenharia, a análise termomecânica é indispensável no processo de análise de materiais/estruturas, devido à importância da consideração de prejuízos às propriedades e comportamento mecânicos na presença de ações térmicas acentuadas, sendo válido mencionar problemas de incêndio, balística e conformação de metais. Dada a importância do modelo constitutivo para a adequada simulação do comportamento do material, pretende-se desenvolver um modelo termo-visco-elasto-plástico inovador a ser implementado em programa computacional próprio, de modo a resultar na capacidade de modelar adequadamente problemas termomecânicos com ênfase em materiais metálicos e poliméricos. A inclusão do contato visa ampliar o campo de aplicações da formulação termo-visco-elasto-plástica proposta, sendo o modelo constitutivo, sua implementação e validação o foco original da pesquisa. Tendo em vista a grande amplitude da pesquisa, as suas principais etapas ou objetivos são: (a) estudo e implementação de modelo de viscosidade do tipo Zener em estratégia elasto-plástica alternativa desenvolvida e implementada na dissertação de mestrado do candidato, (b) adaptação do modelo de transferência de calor Lagrangeano total implementado na dissertação de mestrado do candidato para considerar a mudança na forma do corpo ao longo da análise, (c) proposição, estudo e implementação do modelo constitutivo termo-visco-elasto-plástico com dependência dos níveis de temperatura adequado para materiais metálicos e poliméricos sujeitos a grandes deformações, (d) o acoplamento termomecânico e (e) estudo e implementação de algoritmo de contato adequado a problemas de conformação e/ou impacto ampliando a aplicabilidade e objetos de verificação do modelo constitutivo proposto. Para o sucesso da pesquisa pretendida conta-se com a experiência do orientador nos temas supracitados e a cooperação prevista com grupo de pesquisa internacional de primeira linha (BEPE) para a validação do modelo termomecânico a ser desenvolvido frente a modelos existentes e resultados experimentais dedicados.