Falha multiescala de compósitos laminados usando o método dos elementos de contorno

Autor(es)

Rene Quispe Rodriguez

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
• Data de defesa: 2016-03-31

Membros da banca

Paulo Sollero; Choon Lai Tan; Euclides de Mesquita Neto; Sergio Franscino Muller de Almeida; Xin Wang

• Orientador: Eder Lima de Albuquerque; Paulo Sollero

Resumo

O projeto tem como objetivo principal a construção de ferramentas computacionais que sejam capazes de facilitar a modelagem multiescala de falhas em compósitos laminados. Primeiro, para a modelagem na meso-escala, o método dos elementos de contorno (BEM) é usado, onde a solução fundamental anisotrópica 3D baseada em séries duplas de Fourier foi aplicada. A vantagem mais significativa do uso da representação de séries de Fourier e as suas derivadas é que os coeficientes de Fourier precisam ser calculados uma única vez independentemente do número de pontos campo. Este fato reduz os esforços computacionais, além de, facilitar a implementação em um código do BEM. Os efeitos dinâmicos no meio contínuo foram incluídos na equação de equilíbrio. Estes efeitos induziram integrais de domínio na equação integral de contorno (BIE). O Método de Dupla Reciprocidade (DRM) e o Método de Integração Radial (RIM) foram implementados para a transformação destas integrais de domínio em integrais de contorno. Adicionalmente, foram usadas técnicas de aceleração do BEM, tais como a Aproximação Cruzada Adaptativa (ACA). A combinação da solução anisotrópica 3D e o ACA permitiram um ganho substancial na rapidez de processamento, assim como na armazenagem de memória, fato importante quando são analisados problemas de grande porte como é um problema multiescala. A seguir, o critério multiescala foi implementado e aplicado a compósitos laminados. Na análise micro-escala, um potencial específico para materiais epoxi foi usado. A seguir, a regra de Cauchy-Born foi usada para acoplar as escalas no modelo multiescala 3D. Alguns exemplos numéricos foram apresentados para mostrar a validade do critério de falha. O projeto contemplou um período de um ano na Carleton University em Ottawa, Canada, sob a supervisão do Professor Choon-Lai Tan, especialista em mecânica da fratura, formulação de materiais anisotrópicos e elementos de contorno. Este período no exterior permitiu ao aluno uma formação acadêmica de boa qualidade, assim como permitirá a obtenção de um duplo-diploma. Mediante um termo de co-tutela o estudante, quando aprovado, será reconhecido com o grau de doutor na Carleton University e na UNICAMP (AU)

• Processo FAPESP: 12/24297-0 - Falha multiescala de compósitos laminados usando o método dos elementos de contorno
• Beneficiário: Rene Quispe Rodriguez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado