Análise da propagação de múltiplas fissuras em meios frágeis utilizando o Método Dos Elementos de Contorno Dual

Heider Andrade¹; Edson Leonel¹

¹ University of São Paulo, School of Engineering of São Carlos

doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-0333

Resumo

Neste trabalho é apresentado um modelo numérico para a simulação da propagação de múltiplas fissuras em domínios bidimensionais, homogêneos e isotrópicos. É admitida fratura frágil dos materiais e a teoria da Mecânica da Fratura Elástico-Linear é utilizada. A resposta mecânica é obtida a partir do Método dos Elementos de Contorno Dual, no qual as equações integrais singular e hipersingular são empregadas. Os integrandos singulares são avaliados pelo método de subtração de singularidade. Além disso, a transformação polinomial de Telles (1987) é empregada para melhorar a precisão de integrais quase-singulares. Os fatores de intensidade de tensão são determinados a partir da integral J. A teoria da máxima tensão circunferencial é aplicada para a definição dos caminhos de propagação e da solicitação equivalente nas pontas das fissuras. O esquema de solução pode seguir uma abordagem de controle de força/deslocamento ou de controle do comprimento da fissura crítica. O segundo esquema permite a representação de trechos com snap-back da resposta mecânica estrutural. Dois exemplos são apresentados para demonstrar a eficácia do modelo proposto na avaliação de problemas com múltiplas fissuras, incluindo a simulação de coalescência. Os resultados numéricos obtidos apresentam adequada correspondência com respostas disponíveis na literatura e fornecidos por outros códigos computacionais.

Palavras-chave: Mecânica da Fratura Elástico-Linear; Método dos Elementos de Contorno Dual; Propagação de múltiplas fissuras; Coalescência