Análise da fratura de refratários em altas temperaturas via simulação computacional e correlação de imagens digitais

Resumo

A simulação computacional é uma ferramenta importante nas etapas de seleção e previsão da viabilidade de aplicação e da vida útil de refratários, geralmente utilizados em condições de altas temperaturas. Porém, a modelagem computacional destes materiais implica em identificar parâmetros que representem o comportamento termomecânico nas altas temperaturas almejadas. Este projeto visa o desenvolvimento de ferramentas que possibilitem a aquisição e o tratamento de imagens obtidas em até 1400 Celsius, com duas frentes: experimental e computacional. Ressalta-se que as duas frentes são complementares e é objetivo (e prática) do grupo de pesquisa proponente não dissociá-las. Na frente experimental, será construído um forno, a ser acoplado em uma máquina de ensaios mecânicos, com janelas que permitam a aquisição de imagens para a aplicação da técnica de correlação de imagens digitais (CID). Deverão ser surpassados desafios como a definição de filtros ópticos e iluminação para lidar com a radiação de corpo negro emitida pelo corpo de prova (CDP) acima de 800 Celsius, bem como a pintura das faces do CDP que suporte as altas temperaturas. Na frente computacional, simulações computacionais e o tratamento de imagens pela técnica de CID, para obter o campo de deslocamentos ao lidar com efeitos miragem e a possível mudança de tonalidade das faces do CDP, demandam alto desempenho computacional. Além disso, a identificação de parâmetros de fratura relevantes destes materiais será feita pelo método de atualização de elementos finitos de modo que a simulação da fratura seja fidedigna aos mecanismos físicos. A combinação do campo de deslocamentos experimental, aliado à simulação computacional, proporcionará um melhor entendimento do comportamento mecânico em fratura de refratários em alta temperatura. (AU)