Estudo da influência da taxa de solicitação na resposta em fratura quase-frágil

Autor(es)

Alaor Leandro Rosa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
• Data de defesa: 2010-02-26

Membros da banca

José Luiz Antunes de Oliveira e Sousa; Leandro Palermo Junior; Luiz Carlos de Almeida; Tulio Nogueira Bittencourt; Oswaldo Luiz Manzoli

• Orientador: José Luiz Antunes de Oliveira e Sousa

Resumo

A pesquisa objeto desta tese refere-se a uma investigação dos processos de fratura no concreto de alta resistência (High Strength Concrete - HSC), com ênfase no estudo da influência da taxa de carregamento (medida como a taxa de deslocamento do ponto de aplicação de carga) nos ensaios de fraturamento e assim caracterizar sua ductilidade em tração. Neste trabalho um modelo de fratura dependente do tempo (modelo coesivo-viscoso) é apresentado e a influência da taxa de carregamento na resposta em fratura quase-frágil é estudada através de simulação numérica. O modelo de fratura dependente do tempo acopla um parâmetro viscoso, dado em função da velocidade de abertura da fratura, ao modelo clássico de fissura fictícia proposto por Hillerborg, tal que uma relação tensão-abertura de fissura dependente do tempo, (?, ?), represente uma zona coesiva-viscosa inserida em um meio elástico não-viscoso. O modelo coesivo-viscoso é implementado no arcabouço teórico do método dos elementos finitos com um método de cálculo iterativo que modela a fratura quase-frágil (comportamento não-linear) como uma superposição de problemas em mecânica da fratura elástica linear (Linear Elastic Fracture Mechanics - LEFM). O modelo numérico implementado é validado com os resultados experimentais obtidos de vigas prismáticas ranhuradas em flexão em três pontos (Three-Point Bend Test - TPBT), com taxas de carregamento variando da ordem de = 10-5 mm/s a 6 = 10+1 mm/s. Os resultados numéricos obtidos mostram que o modelo coesivo-viscoso implementado, apesar de sua simplicidade, reflete o fato experimentalmente documentado de que a nucleação e a propagação de uma fratura coesiva, bem como os fenômenos que governam os processos de fratura, são dependentes da taxa de carregamento. Assim, a diferença obtida por muitos pesquisadores na medida da energia de fratura não se deve unicamente à escala do protótipo ensaiado mas também à taxa de carregamento aplicada nos ensaios. (AU)

• Processo FAPESP: 06/01647-4 - Modelagem numérica do concreto estrutural
• Beneficiário: Alaor Leandro Rosa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado