PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation 2000

Estudos de elementos finitos retangulares e triangulares na mecânica da fratura linear elástica.

Author

César Demétrio Santos

Advisor

  • Advisor Maher Nasr Bismarck-Nasr

Concentration Area

Mecânica dos Sólidos e Estruturas

Defense Date

2000

Thesis Number

000452023

Abstract

O conceito do elemento distorcido tem sido adotado para construção de elementos especiais, que são utilizados no método convencional de elementos finitos, na análise elástica do fator de intensidade de tensão (FIT) para trincas. O uso desta técnica permite obter tensões e deformações singulares na ponta da trinca e conduz a razoáveis precisões. O elemento triangular e quadrilátero distorcido têm sido empregados junto com vários métodos de cálculo do FIT. Entre esses métodos inclui-se o cálculo da energia de Griffith, integral J, técnica da derivada da rigidez e da extrapolação do deslocamento. Neste trabalho considera-se a geometria de uma chapa retangular com duas trincas simétricas de borda. Para os diversos modelos elaborados os fatores de intensidade de tensão são avaliados para diferentes malhas usando vários métodos de cálculo. Finalmente, os resultados são comparados com dados de literatura para estimativa da precisão, a fim de prover diretrizes para o melhor método. Para estes casos é observado que o uso dos elementos distorcidos junto com o cálculo do fator K pelos métodos da extensão virtual da trinca fornecem, ainda, os resultados mais precisos, enquanto que o método de extrapolação do deslocamento, aplicado junto com o elemento triangular distorcido, é de fácil implementação e ainda permanece com razoável precisão.

Keywords

Fatores de intensidade de tensão Análise numérica Método de elementos finitos Mecânica de fratura Fraturas (materiais) Propriedades mecânicas Engenharia de materiais