Título: | UM MÉTODO ROBUSTO DE ELEMENTOS FINITOS GENERALIZADOS APLICADO À MECÂNICA DA FRATURA | |||||||
Autor: |
WLASMIR CAVALCANTI DE SANTANA |
|||||||
Colaborador(es): |
CARLOS ALBERTO DE ALMEIDA - Orientador |
|||||||
Catalogação: | 26/MAR/2004 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
|||||
Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | |||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
|||||||
Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=4716&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=4716&idi=2 |
|||||||
DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.4716 | |||||||
Resumo: | ||||||||
Apesar da extensa aplicabilidade do Método de Elementos
Finitos na representação e solução de problemas dos mais
diversos campos da Engenharia, há ainda classes de
problemas em que o seu uso encontra severas dificuldades.
Uma delas está relacionada com a simulação da evolução
temporal da geometria ou de condições de contorno móveis na
Mecânica Computacional. Exemplos típicos destes problemas
envolvem grandes deformações, propagação de trincas na
mecânica da fratura, escoamentos bi-fásicos , transferência
de calor em meios com mudança de fase , entre outros.
Nestes casos, a tarefa do acompanhamento das modificações
de geometria, dos deslocamentos nas interfaces e das
descontinuidades a serem representadas pela malha de
elementos finitos implica em modificações da discretização
a cada passo da análise, o que requer o emprego de
sofisticados procedimentos de adaptação ou de reconstrução
da malha. Para atender a estas situações, duas classes de
novas estratégias foram recentemente propostas na
literatura: i) Métodos sem Malha, em que a discretização é
estabelecida a partir de um conjunto de nós distribuídos
sobre o domínio, dispensando o uso da entidade elemento e,
ii) Método de Elementos Finitos Generalizados (MEFG), em
que a capacidade de representação da base de funções
de forma tradicionais do MEF é estendida utilizando-se
funções específicas ao problema em analise. Neste trabalho
investigam-se as características destas duas classes de
métodos e, suas vantagens e limitações na aplicação à
análise de problemas da mecânica da fratura computacional.
Da comparação do desempenho destas técnicas na solução de
problemas envolvendo descontinuidades localizadas
demonstra-se que o MEFG é numericamente superior aos
demais, em aplicações com a análise da propagação de
trincas no contexto da Mecânica da Fratura Linear
Elástica (MFLE). Por este método, o campo de deslocamentos
representados no MEF tradicional por funções lagrangianas é
adicionado (enriquecido) localmente por funções que
representam as características de descontinuidade (trinca)
presentes no contínuo de forma implícita e independente da
malha. A nova base de funções incorpora também termos que
representam a solução da mecânica da fratura linear
elástica para os deslocamentos na vizinhança da ponta-de-
trinca, mantendo as características de partição da unidade
próprias do MEF. A formulação foi implementada em um
programa para a análise de problemas planos juntamente com
uma nova estratégia de integração numérica das equações de
equilíbrio que permite eliminar o emprego de eventuais
modificações da malha . Este procedimento de integração
emprega uma composição das quadraturas de Gauss-Lobato e
Gauss-Radau, capacitando o método à uma analise robusta sem
o uso de quaisquer procedimentos de reconstrução de malha.
Testes numéricos com modelos do MEFG são apresentados e
discutidos , verificando-se uma boa correlação da solução
numérica obtida com resultados experimentais ou outras
soluções clássicas da MFLE.
|
||||||||