PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation 2002

Aplicação dos elementos finitos singulares híbridos na mecânica da fratura linear elástica bidimensional.

Author

Jorge Luiz Cerqueira Fernandes

Advisor

  • Advisor Maher Nasr Bismarck-Nasr

Concentration Area

Mecânica dos Sólidos e Estruturas

Defense Date

2002

Thesis Number

000515680

Abstract

Este trabalho trata da aplicação do conceito de elemento singular híbrido na determinação dos fatores de intensidade de tensão e da tensão T em sólidos isotrópicos, sujeitos a um estado plano de tensões ou a um estado plano de deformações. Inicialmente é feita uma breve revisão da aplicação do método de elementos finitos na mecânica da fratura, ressaltando a necessidade da utilização dos elementos finitos singulares. Todas as etapas envolvidas na formulação do superelemento singular híbrido de equilíbrio, introduzido por Tong et al. (85), são detalhadamente desenvolvidas. A formulação abrange superelementos com funções de interpolação lineares, bilineares e quadráticas, possibilitando a sua utilização com vários elementos convencionais formulados pelo método dos deslocamentos. Um código computacional foi implementado e o método aplicado na análise de várias configurações típicas de placas retangulares com trincas, inclusive um painel com reforçadores. Os resultados obtidos apresentam boa concordância com dados da literatura. Por último, é realizada uma comparação com métodos que utilizam os elementos finitos distorcidos ("quarter-point elements"), confirmando a maior precisão dos resultados obtidos com o uso dos elementos singulares híbridos.

Keywords

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