Investigação numérica do uso da integral – J na avaliação da integridade de estruturas sob carregamentos cíclicos

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Autor(es): dc.contributorBezerra, Luciano Mendes-
Autor(es): dc.creatorLima, Ricardo Fiuza-
Data de aceite: dc.date.accessioned2021-10-14T17:19:57Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2021-10-14T17:19:57Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-03-20-
Data de envio: dc.date.issued2020-03-20-
Data de envio: dc.date.issued2020-03-20-
Data de envio: dc.date.issued2005-12-19-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://repositorio.unb.br/handle/10482/37104-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/605352-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2005.-
Descrição: dc.descriptionO emprego da mecânica da fratura na engenharia tem importância fundamental no dimensionamento e no monitoramento de estruturas solicitadas por carregamentos monotônicos e cíclicos, que estão sujeitas ao aparecimento de trincas. Diversos setores tecnológicos tais como as indústrias nucleares e petroquímicas, a aviação, as usinas hidrelétricas e termoelétricas e a engenharia naval são, entre outros, os maiores interessados no controle da propagação de trincas em vasos de pressão, tubulações, fuselagens, cascos de navio, turbinas, etc. O interesse de setores estratégicos para a economia de qualquer país ocasionou um crescente desenvolvimento de técnicas de engenharia para previsão de falhas dessas estruturas. Os métodos numéricos mais utilizados no estudo da propagação de trincas em estruturas são o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método dos Elementos de Contorno (MEC). Este trabalho utiliza o Método dos Elementos Finitos para calcular a integral – J, pelo Método da Energia, para carregamentos monotônicos (J) e para carregamentos cíclicos (J∆), por meio da metodologia desenvolvida por Maneschy (1998). O Elemento Finito adotado foi o elemento isoparamétrico implementado por Barsoum (1976). Alguns estudos foram realizados ao longo deste trabalho. Foram feitas análises do Fator de Intensidade de Tensão (KI ) comparando os valores calculados com casos clássicos da literatura. Avaliou-se também o parâmetro J tanto aplicando-se tensão quanto aplicando-se deslocamento na estrutura. Foram determinados valores de J ∆ para diferentes valores de razão de carga ( R) . Por fim, algumas aplicações foram analisadas como a estimativa do tempo de vida de uma tubulação submetida a fadiga ou solicitada por transientes hidráulicos. Os valores de J e ∆J obtidos pelo Método da Energia foram comparados com soluções disponíveis na literatura e com respostas fornecidas pelo programa ANSYS, apresentando compatibilidade em todos os casos analisados.-
Descrição: dc.descriptionThe use of fracture mechanics in engineering is fundamentally important in the design and monitoring of structures subject to monotonic and cyclical loadings in which cracks might appear. Several technological sectors such as the nuclear and petrochemical industries, aviation, hydroelectric and thermoelectric plants and naval engineering, among others, are the most interested in preventing these cracks in pressure vessels, pipes, fuselages, hulls of ships, turbines, etc. The interest of strategic sectors of the economy of any country caused an increasing development in engineering techniques to predict flaws in these structures. The numerical methods mostly used in the study to prevent cracks in these structures are the Finite Element Method (FEM) and the Boundary Element Method (BEM). This work uses Finite Element Method to calculate the J integral, by the Energy Method, to monotonic (J) and cyclical ( ∆J) loadings, using the method developed by Maneschy (1998). The Finite Element was the isoparametric element implemented by Barsoum (1976). Analysis of the Stress Intensity Factor (KI) were done, comparing the calculated values to classic cases in books. The J parameter was also evaluated by applying stress and displacement to the structure. Values for ∆J were chosen for different values of load ratio (R) . Some applications, such as lifetime of pipes subjected to fatigue or subject to hydraulic transients were also analysed. The J and ∆J values obtained by the Energy Method were compared to solutions available in books and to results provided by the ANSYS program, presenting compatibility in all the cases that were analyzed.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso restrito-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharias de estrutura-
Palavras-chave: dc.subjectMecânica de fratura-
Título: dc.titleInvestigação numérica do uso da integral – J na avaliação da integridade de estruturas sob carregamentos cíclicos-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional – UNB

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