Sistema Gráfico Interativo para Análise de Nucleação e Propagação de Trincas

Leandro Lopes da Silva¹; Roque Luiz da Silva Pitangueira¹; Samuel Silva Penna¹; Felício Bruzzi Barros¹; Gabriel Neves Alves Ferreira¹

¹ Universidade Federal de Minas Gerais

doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0554

Resumo

Este trabalho, inserido no projeto de expansão do programa INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), um projeto de software livre desenvolvido pelo Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade Federal de Minas Gerais, apresenta a idealização de um sistema gráfico interativo que integra pré-processador, modelos constitutivos, solucionadores de equações não lineares e pós-processador, de tal maneira que forneça ferramentas para realização de análise bidimensional fisicamente não linear. O ambiente de entrada de dados é composto pelos módulos Geometria, Malha e Atributos onde o analista, respectivamente, cria uma subdivisão planar representativa do modelo geométrico; discretiza o modelo geométrico empregando mapeamento da fronteira ou decomposição de domínio; e define os atributos deste modelo, tais como, condições de contorno, modelo constitutivo, parâmetros geométricos degenerados e dos materiais, além de parâmetros de funções de enriquecimento nodal, se for o caso. A análise fisicamente não linear se inicia empregando-se o Método dos Elementos Finitos padrão, onde o fenômeno de nucleação é avaliado através de métodos constitutivos baseados em degradação elástica, enquanto a propagação de trincas é avaliada através de método cinemático que incorpora as descontinuidades. Tais descontinuidades são incorporadas usando interpolações enriquecidas baseadas no Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Esta combinação de métodos constitutivo e cinemático apresenta a vantagem da não necessidade de definição prévia do caminho da trinca ou de redefinição da malha durante o processamento. A relação entre tensões e deslocamentos no caminho da trinca é baseada em forças coesivas atuantes na trinca. Modelos constitutivos baseados em degradação elástica são empregados, permitindo-se adotar modelos de fissuras distribuídas, com direção fixa ou rotacional, ou modelos de dano isotrópico, de Mazars, de de Vree, de Lemaitre e Chaboche, de Mazars e Lemaitre, de Simo e Ju ou de Ju. Após a definição do mo

Palavras-chave: Sistema Gráfico Interativo; Análise Fisicamente Não Linear; Fenômeno de Nucleação; Métodos Constitutivos; Propagação de Trincas; Método dos Elementos Finitos Generalizados