Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://hdl.handle.net/1843/33914
Tipo: | Tese |
Título: | Estratégias baseadas na partição da unidade para simulação do comportamento de meios parcialmente frágeis |
Título(s) alternativo(s): | Numerical simulations of quasi-brittle media with strategies based on the Partition of Unity |
Autor(es): | Débora Coelho Cordeiro Pinheiro |
Primeiro Orientador: | Felício Bruzzi Barros |
Primeiro Coorientador: | Roque Luiz da Silva Pitangueira |
Primeiro membro da banca : | Ramon Pereira da Silva |
Segundo membro da banca: | Lapo Gori |
Terceiro membro da banca: | Eduardo Alberto Fancello |
Quarto membro da banca: | Diego Amadeu Furtado Torres |
Resumo: | Os Métodos sem Malha têm sido usados como alternativas ao Método dos Elementos Finitos devido a sua flexibilidade na construção de aproximações conformes. Outra característica atrativa destes métodos é sua capacidade de obtenção de aproximações com alta regularidade. Tais características podem ser empregadas com sucesso na obtenção das variáveis de estado baseadas nas derivadas da solução do problema e responsáveis por representar o comportamento não linear de meios parcialmente frágeis. Por outro lado, fatores como falta da propriedade do delta de Kronecker, funções de forma não polinomiais e problemas na integração numérica representam desvantagens que aumentam o custo computacional da análise. Na análise não linear, o tempo de processamento se torna um importante fator a ser considerado. Com o objetivo de conciliar a eficiência do Método dos Elementos Finitos com a flexibilidade dos Métodos sem Malha, técnicas de acoplamento dos dois métodos foram propostas, especialmente nos casos nos quais o fenômeno não linear é confinado a uma parte pequena da estrutura. Neste trabalho, é proposta uma nova estratégia baseada na abordagem global-local do Método dos Elementos Finitos Generalizados para simular a propagação de dano em meios parcialmente frágeis. O domínio global da estrutura é representado por uma malha grosseira de elementos finitos. A região onde ocorre a propagação de dano define o domínio local, representado por um conjunto de nós do Método sem Malha Element Free Galerkin (EFG). A discretização local é responsável por prover funções numericamente obtidas para enriquecimento da solução aproximada do problema global. Exemplos numéricos bidimensionais são apresentados com o objetivo de discutir como Métodos sem Malha podem descrever de forma eficiente a propagação de dano, enquanto o comportamento global da estrutura é representado por uma solução do método dos elementos finitos enriquecida. |
Abstract: | Meshfree Methods have been used as alternatives to the Finite Element Method, due to their flexibility in building conforming approximations. Another attractive feature is the capacity of obtaining approximate solutions of high regularity. Such characteristics can be successfully used to describe state variables based on derivatives of the problem solution and responsible for representing the nonlinear behavior of structures made of quasi-brittle material. On the other hand, the lack of the Kronecker-delta property, a more complex computation of the shape functions, and numerical integration issues represent drawbacks that can overburden the computational analysis. In a nonlinear analysis, the processing time becomes an important issue to be considered. Aiming to conciliate the efficiency of the finite element analysis with the flexibility of meshfree methods, coupling techniques for both methods have been proposed, especially in cases where the nonlinear phenomenon is confined in a small part of the structure. Here, a new coupling strategy based on the Global-local Generalized Finite Element Method (GFEM-gl) to simulate damage propagation in quasi-brittle media is proposed. The global domain of the structure is represented by a coarse mesh of finite elements. The region of damage propagation defines the local domain, represented by a set of nodes of the meshfree approach called Element Free Galerkin Method (EFG). This local discretization is responsible for providing a numerically obtained function used to enrich the approximate solution of the global problem. Numerical examples in two-dimensional domain are presented to discuss how the meshfree method can efficiently describe the damage propagation, while the global behavior of the structure is represented by the enriched finite element solution. |
Assunto: | Engenharia de estruturas Métodos de simulação Mecânica do dano contínuo |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/33914 |
Data do documento: | 4-Nov-2019 |
Aparece nas coleções: | Teses de Doutorado |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
TESE_DCCP-BIB.pdf | Arquivo da tese corrigido conforme solicitado. | 3.64 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.