Título: | APLICAÇÃO CONSISTENTE DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO A PROBLEMAS DE MECÂNICA DA FRATURA | ||||||||||||
Autor: |
OSMAR ALEXANDRE DO AMARAL NETO |
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Colaborador(es): |
NEY AUGUSTO DUMONT - Orientador |
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Catalogação: | 01/OUT/2024 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=68234&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=68234&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.68234 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
Como proposto até agora na literatura técnica, a modelagem de trincas
pelo método dos elementos de contorno é melhor executada recorrendo a uma
solução fundamental hiper-singular – na chamada formulação dual –, uma vez
que somente com a solução fundamental singular, as questões topológicas resultantes não são abordadas adequadamente. Uma abordagem mais natural
pode contar com a representação direta da singularidade da ponta da trinca,
como já proposto no âmbito do método híbrido dos elementos de contorno –
com a implementação de funções de tensão generalizadas de Westergaard. Por
outro lado, avaliações matemáticas recentes indicam que a formulação convencional dos elementos de contorno – com base na solução fundamental de
Kelvin – é capaz de representar precisamente altos gradientes de tensão e lidar
com topologias extremamente complicadas, desde que as integrações numéricas
sejam resolvidas adequadamente. Propomos neste trabalho que, independentemente da configuração, uma estrutura trincada seja representada geometricamente como apareceria em experimentos de laboratório, com abertura de
trinca na faixa de micrômetros (O alcance dos nanômetros é matematicamente
viável na presente formulação, mas não é realista em termos de mecânica do
contínuo). Devido ao esquema de integração numérica recém-desenvolvido, é
possível obter uma avaliação da precisão de máquina de todas as grandezas e
resultados de tensões consistentemente avaliados em pontos internos tão próximos da ponta da trinca quanto se queira. É importante ressaltar que não
são introduzidas questões topológicas artificiais, o condicionamento da álgebra
linear é mantido sob controle e é sempre possível obter uma convergência dos
resultados tão alta quanto se queira. Os desenvolvimentos atuais se aplicam a
problemas bidimensionais. Algumas ilustrações numéricas mostram que resultados altamente precisos são obtidos para trincas representadas com apenas
alguns elementos de contorno quadráticos, geralmente curvos – e alguns pontos
de integração de Gauss-Legendre por elemento – e que a avaliação numérica
da integral J acaba sendo simples (embora não computacionalmente barato) e,
na verdade, o meio mais confiável de obter fatores de intensidade de tensões.
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