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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17891| Tipo de Documento: | Dissertação |
| Título: | Formulação em dano concentrado para meios contínuos bidimensionais com localização de deformações em modo I |
| Autor(es): | Santos, Danilo Menezes |
| Data do documento: | 1-Abr-2021 |
| Orientador: | Amorim, David Leonardo Nascimento de Figueiredo |
| Resumo: | A integridade estrutural encontra-se diretamente influenciada pelas caracteristicas dos materiais constituintes da estrutura. Materiais com comportamentos não lineares como o concreto, aço e geomateriais, possuem em sua fase de amolecimento uma tendência ao surgimento de pequenas regiões com alta concentração de deformações totais, plásticas e de dano. Esse fenômeno, por vezes, não é previsto durante a etapa de dimensionamento e sua ocorrência, caracteriza um tipo especial de colapso conhecido como falha por localização de deformações. Em simulações numéricas, o fenômeno da localização de deformações está relacionado a perda de elipticidade da equação diferencial que governa o equilíbrio estático ou dinâmico local. A perda de elipticidade provoca em análises por elementos finitos, com modelos constitutivos baseados na Mecânica do Dano Clássico, o surgimento de infinitas soluções, o que acarreta em problemas mal postos. Essa situação pode ser contornada ao se adotar critérios de regularização, baseados principalmente em modelos não locais e/ou gradientes. Recentemente, a abordagem conhecida como Mecânica do Dano Concentrada Expandida (MDCX) vêm obtendo resultados bastantes satisfatórios para a descrição do fenômeno de localização em elementos de chapas e placas. Assim como na Teoria do Dano Concentrado (TDC), a MDCX busca contornar perda de elipticidade das soluções por meio da introdução de novas variáveis cinemáticas ao problema de equilíbrio. Este trabalho trata-se de uma continuidade dos estudos já existentes relacionados à MDCX. É proposto aqui um elemento finito isoparamétrico quadrilateral, composto por 6 bandas de localização, sendo quatro localizadas em suas faces e duas internas, para análise de chapas submetidas a solicitação de modo I. O elemento proposto foi aplicado a um conjunto de exemplos obtendo unicidade de solução conforme ocorreu o refinamento de malha, além de obter zonas de ruptura coerentes com o esperado. Também foi observado que a MDCX é capaz de capturar o efeito de escala, fenômeno que é observado experimentalmente. |
| Abstract: | The structural integrity is directly influenced by the characteristics of materials using in structures. Materials with nonlinear behavior such as concrete, steel and geomaterials in their softening phase there is a tendency for the appearance of small regions with a high concentration of total deformations, plastic and damage. This phenomenon, sometimes, is not predicted during the dimensioning stage and its occurrence characterizes a special type of collapse known as a failure due to strain localization. In numerical simulations, the phenomenon of strain localization is related to loss of ellipticity in the differential equation that governs the local static or dynamic equilibrium. The loss of ellipticity causes in finite element analysis, with constitutive models based on the Continuum Damage Mechanics, the appearance of infinite solutions, which leads to ill-posed problems. This situation can be overcome by adopting regularization criteria, based mainly on non-local models and/or gradients. Recently, the approach known as Extended Lumped Damage Mechanics (XLDM), has been obtaining quite satisfactory results for the description of the phenomenon of localization in plate and 2D continuum elements. As in the Lumped Damage Mechanics (LDM), the XLDM seeks to circumvent the loss of ellipticity of solutions by introducing new kinematic variables to the equilibrium problem. This work is a continuation of the existing studies related to XLDM. A quadrilateral isoparametric finite element is proposed here, consisting of 6 location bands, four located on their faces and two internal, for analysis of plates submitted to mode I stress. The proposed element was applied to a set of examples obtaining uniqueness of solution as the mesh refinement occurred, in addition to obtaining rupture zones consistent with the expected. Furthermore, the XLDM was able to capture the scale effect, a phenomenon observed experimentally. |
| Palavras-chave: | Mecânica do dano expandida Localização de deformações Elementos finitos Modo I Chapas Não linearidade física Efeito de escala Extended lumped damage mechanics Strain localization Finite elements Mode I Thin plates Physical nonlinearity Size-effect |
| área CNPQ: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
| Idioma: | por |
| Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
| Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Engenharia Civil |
| Citação: | SANTOS, Danilo Menezes. Formulação em dano concentrado para meios contínuos bidimensionais com localização de deformações em modo I. 2021. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021. |
| URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17891 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Civil |
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