Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9ACG49
Type: Tese de Doutorado
Title: Análise não-linear de estruturas de concreto por meio do método Element Free Galerkin
Authors: Ramon Pereira da Silva
First Advisor: Roque Luiz da Silva Pitangueira
First Co-advisor: Felicio Bruzzi Barros
First Referee: Felicio Bruzzi Barros
Second Referee: Gabriel de Oliveira Ribeiro
Third Referee: Renato Cardoso Mesquita
metadata.dc.contributor.referee4: Denise Burgarelli Duczmal
metadata.dc.contributor.referee5: Roberto Dalledone Machado
Abstract: No modelamento de materiais parcialmente frágeis, como concreto, rochas e geomateriais, consideram-se inicialmente os mesmos como contínuos, elásticos, isotrópicos e homogêneos. Todavia, a natureza desta classe de materiais é intrinsicamente heterogênea. Não obstante esse fato, à medida que cargas são aplicadas e das deformações daí decorrentes, estes materiais deixam de ser homogêneos e isotrópicos, assim como não mais se comportam elasticamente. Para a simulação numérica de estruturas desses materiais utilizando-se o Método dos Elementos Finitos (MEF), e considerando-os como inicialmente homogêneos, em uma análise fisicamente não-linear, muitas vezes defronta-se com problemas de localização de deformação numericamente induzida. A fim de contornar este tipo de problema, pesquisadores têm proposto modelos constitutivos parametrizados em função do tamanho do elemento finito usado em determinada malha. Todavia, um modelo constitutivo não deve estar vinculado a características geométricas da malha, ficando seu uso bem limitado. Estratégias que introduzem dependência entre malha e modelo constitutivo para solucionar problemas de localização de deformações têm sido criticadas, uma vez que estas envolvem alterações artificiais nas propriedades do material em função de alguma característica geométrica da malha. A tentativa de evitar esta inconsistência, fisicamente inaceitável, é extremamente relevante para a comunidade científica da área de métodos numéricos e computacionais aplicadosà engenharia. Uma das contribuições deste trabalho foi apresentar um projeto de implementação de um método sem malha tirando o máximo proveito em termos de aproveitamento de código legado da plataforma INSANE, originalmente preparada para o MEF. Outra contribuição foi a proposta de cálculo do preditor e do corretor nos métodos de controle utilizando-se controle por parâmetros no processo iterativo incremental, como alternativa ao processo tradicional que utiliza controle por deslocamentos. Os experimentos numéricos realizados indicam que os mesmos cuidados tomados para realização de análise fisicamente não linear via MEF devem ser também observados para o caso do EFG. Também detectou-se que, dos vários parâmetros necessários ao EFG, a escolha do tamanho do domínio de influência, da integração numérica e da base polinomial usada, são determinantes para a realização de análise fisicamente não linear.
Abstract: Softening behavior materials such as concrete, rocks and geomaterials, are initially modeled as a continuum, elastic, isotropic and homogeneous medium. However, this class of materials is inherently heterogeneous. Nonetheless, as the loads are applied, and the deformations thereof,such materials no longer exhibit the same initial behavior. The numerical simulation of such materials, in particular performing a physically nonlinear Finite Element Method (FEM) analysis, often leads to numerically induced localization problems. Furthermore, a reasonable accurate FEM discretization usually restricts the material's randomspatial characteristics to the geometry of the finite elements employed. Also, taking into account, for instance, material discontinuities, usually requires expensive remeshing operations to track the cracking path. In order to overcome such difficulties, much work has been devoted into the development of constitutive modelling, where some parameter associated to the finite element's geometric dimensions introduced into the formulation. This, however, renders an artificial modelling, which is physically inconsistent. One of the contributions of this Thesis was presenting a computational implementation of a meshless method while reusing the maximum possible legacy code INSANE, a software platform originally developed for the FEM. Another contribution was a novel form of calculating the predictor and corrector incremental loading factor used in the nonlinear solver, in which the nodal parameters associated to theMLS approximation are used instead of the nodal displacements. The numerical experiments performed throughtout this work suggest that when performing a physically nonlinear analysis using the EFG, one should take the same caution measures usually taken when using the FEM in the same circunstances. Also, it was detected that, from all of the possible parameters necessary to the EFG, the choices of the size of the domain of inuence, the numerical integration scheme and the polinomialbasis used, are fundamental to performing a physically nonlinear analysis.
Subject: Engenharia de estruturas
Método dos elementos finitos
Análise funcional não-linear
Teoria das estruturas
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9ACG49
Issue Date: 20-Dec-2012
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
35.pdf3.45 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.