[pt] EFEITOS TRIDIMENSIONAIS LINEARES ELÁSTICOS EM CAMPOS EM TORNO DE PONTAS DE ENTALHES E TRINCAS

[en] LINEAR-ELASTIC THREE-DIMENSIONAL EFFECTS IN NOTCH AND CRACK TIP FIELDS

[pt] RAFAEL CESAR DE OLIVEIRA GOES

[pt] CAMPOS 3D EM PONTA DE ENTALHE

[pt] RESTRICAO MATERIAL

[pt] CURVATURA DA FRENTE DA TRINCA

[pt] CAMPOS 3D EM PONTA DE TRINCA

[pt] Entalhes e trincas são normalmente tratados como problemas bi-dimensionais na maioria das análises e projetos, com o emprego de soluções limites 2D obtidas de teorias de elasticidade plana para avaliar a severidade dos efeitos de concentração de tensão e deformação próximo à sua ponta. Contudo, devido à restrição por deformações de Poisson induzidas pelos gradientes de tensão em torno da ponta, estas regiões podem sofrer efeitos tridimensionais importantes em seus campos de tensão e deformação, os quais, se negligenciados, podem levar a predições não conservadoras de dano e vida. A iniciação de trincas por fadiga, estimativas de tamanho e formato de zona plástica e dominância de estado plano de tensão ou deformação em campos controlados por K são exemplos típicos de problemas sensíveis a tais efeitos. Técnicas de Elementos Finitos Linear Elásticos são utilizadas na simulação de efeitos 3D ao longo da frente de entalhes, tais como a influência da razão espessura-raio-de arredondamento sobre os campos de tensão e deformação que a cercam. A influência de tais efeitos 3D é examinada do ponto de vista de projeto estrutural. Então, a versátil técnica da submodelagem é empregada no estudo de efeitos 3D similares ao longo da frente de trincas curtas e longas. Finalmente, uma rotina de remalhamento passo-a-passo é utilizada para demonstrar como uma trinca inicialmente reta deve se curvar conforme propaga por fadiga.

[en] Notches and cracks are usually treated as two-dimensional problems in most structural design and analysis tasks, employing 2D limit solutions obtained from plane elasticity theories to evaluate the severity of stress/strain concentration effects around their tips. However, due to restrictions to the Poisson strains induced by the stress gradients around such tips, these regions may be affected by important three-dimensional effects that can affect their stress/strain fields and possibly lead to non-conservative damage and life predictions if neglected. Fatigue crack initiation, plastic zone size and shape estimation, and plane stress/plane strain dominance issues on K-controlled fields are typical examples of problems sensible to such effects. Linear Elastic Finite Element techniques are used to simulate 3D effects along notch fronts, such as how the thicknessto-notch root radius Beta/Rho affects the stress and strain fields that surround them. The inuence of such 3D effects is evaluated from the structural design point of view. Then versatile submodeling techniques are used to study similar 3D effects along the fronts of short and long cracks. Finally, a stepwise remeshing routine is used to show how an initially straight crack must slightly curve its front during its propagation by fatigue.

JAIME TUPIASSU PINHO DE CASTRO

LUIZ FERNANDO CAMPOS RAMOS MARTHA

JAIME TUPIASSU PINHO DE CASTRO

MARCO ANTONIO MEGGIOLARO

GUSTAVO HENRIQE BOLOGNESI DONATO

2014-12-23

2013-02-18

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=23826@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.23826