Modelagem de fratura frágil em placas de Kirchhoff utilizando o método da derivada topológica

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorXavier, Marcel Duarte da Silva-
Autor(es): dc.contributorNunes, Luiz Carlos da Silva-
Autor(es): dc.contributorGiusti, Sebastián Miguel-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8247357574482554-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2615852310948790-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9739401521810655-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3684172713645599-
Autor(es): dc.creatorVaneli, Daniel Mognato-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:49:56Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:49:56Z-
Data de envio: dc.date.issued2021-07-15-
Data de envio: dc.date.issued2021-07-15-
Data de envio: dc.date.issued2020-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://app.uff.br/riuff/handle/1/22613-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2021.m.14756126723-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/758419-
Descrição: dc.descriptionA derivada topológica é um campo escalar que mede a sensibilidade de um dado funcional de forma em relação a uma perturbação infinitesimal no domínio, tal como a inserção de furos, inclusões, termos fontes ou até mesmo trincas. Este conceito tem sido utilizado com sucesso em diversos problemas da física e da engenharia e, mais recentemente, no contexto da mecânica da fratura para a predição da nucleação de propagação de fissuras. No presente trabalho, uma nova abordagem para modelar os fenômenos de nucleação e propagação de fraturas em placas frágeis é apresentada. Inicialmente, o modelo de dano de Griffith-Francfort-Marigo é adaptado para o modelo de flexão em placas de Kirchhoff. Em seguida, é apresentado o cálculo da derivada topológica para o funcional de forma associado, com respeito a nucleação de uma pequena inclusão circular com propriedade material diferente do meio. Depois, a sensibilidade obtida é utilizada para propor um algoritmo de nucleação e propagação de fraturas. Neste método, todo o processo de fraturamento é governado por uma abordagem baseada unicamente nas informações do campo derivada topológica. Esta estratégia permite propor um algoritmo extremamente simples. Na sequência, são conduzidas diversas simulações numéricas onde é possível observar a capacidade do algoritmo de capturar fenômenos importantes no contexto da mecânica da fratura, incluindo padrões complexos de fraturas como desvios e bifurcações, evidenciando a aplicabilidade do método aqui proposto no contexto da modelagem de fratura frágil de placas-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.-
Descrição: dc.descriptionThe topological derivative is a scalar field measures the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal perturbation in the domain, such as the insertion of holes, inclusions, source-terms or even cracks. This concept has been used successfully in several engineering problems and, more recently, in the context of fracture mechanics for the prediction of crack propagation nucleation. In the present work, a new approach to model the phenomena of nucleation and propagation of fractures in fragile plates is presented. Initially, the Griffith-Francfort-Marigo damage model is adapted to the Kirchhoff plate bending model. Then, the calculation of the topological derivative for the shape functional is presented, with respect to the nucleation of a small circular inclusion with material property different from the medium. Then, the obtained sensitivity is used to propose a fracture nucleation and propagation algorithm. In this method, the entire fracturing process is governed by an approach based solely on topological derived field information. This strategy allows us to propose an extremely simple algorithm. Then, several numerical simulations are conducted where it is possible to observe the algorithm’s ability to capture important phenomena in the context of fracture mechanics, including complex fracture patterns such as kinking and bifurcations, showing the applicability of the method proposed here in the context of fracture modeling fragile of plates-
Descrição: dc.description53 f.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherNiterói-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectMecânica da fratura-
Palavras-chave: dc.subjectPlacas de Kirchhoff-
Palavras-chave: dc.subjectDerivada topológica-
Palavras-chave: dc.subjectMecânica da fratura-
Palavras-chave: dc.subjectPlaca (Engenharia)-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia mecânica-
Palavras-chave: dc.subjectFracture mechanics-
Palavras-chave: dc.subjectKirchhoff Plates-
Palavras-chave: dc.subjectTopological derivative-
Título: dc.titleModelagem de fratura frágil em placas de Kirchhoff utilizando o método da derivada topológica-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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