Documento | Mestrado |
Área | Métodos Numéricos |
Data da defesa | 03/03/2006 |
Autor | LEONEL, Edson Denner |
Orientador | VENTURINI, Wilson Sergio |
Português | |
Título | Método dos elementos de contorno aplicado à análise de sólidos multi-fraturados |
Resumo
Esse trabalho trata da análise de corpos multi-fraturados utilizando o Método dos
Elementos de Contorno. Este método numérico é conhecido por ser robusto e preciso neste
tipo de problema e também por requerer pequeno esforço computacional na criação da
malha de elementos para o crescimento das fissuras. Duas metodologias para a análise do
comportamento das fissuras são consideradas. A primeira é a já consagrada metodologia
dual. Por meio desta técnica equações integrais distintas são aplicadas às faces da fissura.
Estas equações integrais são escritas em termos de deslocamentos e forças de superfície. A
segunda metodologia é a que emprega a formulação singular onde a fissura é considerada
como um vazio no domínio sendo as faces da fissura separadas por uma pequena distância.
No tocante ao crescimento das fissuras foi desenvolvido um procedimento especial para a
determinação da direção de crescimento das fissuras o qual mostrou-se muito eficiente
levando a resultados precisos. O crescimento das fissuras é efetuado considerando o fator
de intensidade de tensão atuante na extremidade de cada fissura. Dessa forma, as fissuras
mais solicitadas apresentam maior comprimento de propagação tornando a análise mais
realista. Os fatores de intensidade de tensão são calculados por meio de duas técnicas. A
primeira é a já conhecida técnica de correlação de deslocamentos a qual relaciona os
deslocamentos atuantes nas faces da fissura. Uma técnica alternativa é também utilizada a
qual emprega o campo de tensões presente na extremidade da fissura. Após a determinação
dos fatores de intensidade de tensão quatro diferentes teorias de interação de modos podem
ser utilizadas para a determinação do ângulo de propagação. Foram analisadas estruturas
sendo os resultados comparados aos previstos analiticamente e também numericamente. As
respostas obtidas foram satisfatórias validando assim a metodologia proposta neste
trabalho.
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Palavras-chave | Mecânica da fratura elástico-linear. Método dos Elementos de Contorno. Propagação de fissuras |
English | |
Title | Boundary element method applied to analysis of multi-fractured bodies. |
Abstract
This work deals with analysis of multi-fractured bodies using Boundary Element
Method. This numerical method is known to be robust and accurate in this kind of problem
and by small computational effort to create elements mesh of crack growth. Two
methodologies to analyze of crack behavior are considerate. The first is consecrated dual
methodology. Through this technique different kind of integral equations are applied to
crack boundaries. These integrals equations are written in displacements and traction
variables. Second methodology is singular formulation. Through this technique crack is
represented like a hole in body and the crack boundaries is separated by a small gap. For
crack growth was created a special proceeding to determination crack growth direction.
This method is very efficient and your results are accurate. Crack growth is made through
the stress intensity factor performed in crack tip. Then the cracks more requested going to
propagate with a larger length’s growth turning this model very realistic. The stress
intensity factors are calculated through two techniques in this work. First is the known
correlation displacement technique which related displacement in crack boundaries. An
alternative technique is also used which consider stress field in crack tip. After
determination of stress intensity factors four different theories are used to calculate the
crack growth angle. In this work were analyzed structures with results are compared with
analytical and numerical answers. The results obtained went very satisfactory validating the
methodology proposed.
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Keywords | Boundary element method. Crack growth. Linear elastic fracture mechanics |