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http://hdl.handle.net/1843/53934| Type: | Dissertação |
| Title: | Programa computacional para análise de fadiga bidimensional utilizando a formulação dual do método dos elementos de contorno |
| Authors: | Beatriz Borges Faria Fonseca |
| First Advisor: | Rodrigo Guerra Peixoto |
| First Referee: | Gabriel de Oliveira Ribeiro |
| Second Referee: | Samuel Silva Penna |
| Third Referee: | Sérgio Gustavo Ferreira Cordeiro |
| Abstract: | O estudo de fadiga é de extrema importância, pois acredita-se que a fadiga seja responsável por 90% das falhas ocorridas em componentes metálicos. Pensando nisso, desenvolve-se um programa computacional completo, codificado em linguagem Fortran 95, capaz de analisar situações reais de componentes sujeitos a fadiga em modo I, II ou modo misto de fratura. Os campos elásticos são obtidos pelo Método dos Elementos de Contorno Dual, que permite analisar o comportamento de trincas pela colocação de Equações Integrais de Contorno linearmente independentes em cada uma de suas faces. As integrais singulares são resolvidas através da expansão da parte não singular do integrando em polinômios da distância radial entre os pontos fonte e campo, metodologia com eficácia comprovada através de testes. Os fatores de intensidade de tensão são avaliados pelo método da Integral J a partir de seu desacoplamento nos modos I e II, devido a sua maior precisão. A direção de propagação é obtida através do critério da Máxima Tensão Circunferencial. A propagação subcrítica das trincas por fadiga é avaliada pela Mecânica da Fratura Elástica Linear, com base na Equação de Paris, modificada de forma a considerar a influência de razões de tensão diferentes de zero e de modos mistos de fratura. Ao final da análise, os resultados de interesse, tais como distribuição de tensões e deformações, fatores de intensidade de tensão e número de ciclos transcorridos, são fornecidos em uma série de arquivos de texto e em arquivos XML, que permitem a visualização gráfica dos resultados no software INSANE. |
| Abstract: | The study of fatigue is extremely important, as it is believed that fatigue is responsible for 90% of failures in metallic components. With that in mind, a complete computational program is developed, coded in Fortran 95 language, capable of analysing real situations of components subject to fatigue in mode I, II or mixed-mode. The elastic fields are obtained by the Dual Boundary Element Method, which allows analysing the behavior of cracks by placing linearly independent Boundary Integral Equations on each of their faces. Singular integrals are solved by expanding the non-singular part of the integrand into polynomials of the radial distance between the source and field points, a methodology with proven effectiveness through tests. Stress intensity factors are evaluated by the J Integral method from its decoupling in modes I and II, due to its greater accuracy. The propagation direction is obtained through the Maximum Circumferential Stress criterion. The subcritical propagation of fatigue cracks is evaluated by Linear Elastic Fracture Mechanics, based on the Paris Equation, modified in order to consider the influence of non-zero stress ratios and mixed-mode loadings. At the end of the analysis, the results of interest, such as distribution of stresses and strains, stress intensity factors and number of elapsed cycles, are provided in a series of text files and XML files, which allow graphical visualization of results in the INSANE software. |
| Subject: | Engenharia de estruturas Fadiga Mecânica da fratura Método de elementos de contorno |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/53934 |
| Issue Date: | 3-Mar-2023 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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