engenheiro

Avaliação Numérica de Fatores de Intensidade de Tensão em Trincas Tridimensionais
Numerical Evaluation of Stress Intensity Factor of Three-Dimensional Cracks

Resumo

Nas estruturas e materiais empregados na construção civil, as trincas e/ou defeitos devem ser avaliados com bastante cautela. Identificada às trincas, com o auxílio da Mecânica da Fratura, pode-se avaliar e prever a vida útil, ou ainda o número de carregamento cíclico que a estrutura pode suportar sem risco a sua integridade, entretanto as técnicas de inspeção não destrutivas (IND) disponíveis no mercado ainda são onerosas para identificar a existência e a localização da trinca. Algoritmos numéricos computacionais são empregados para calcular os parâmetros da Mecânica da Fratura como o Fator de Intensidade de Tensões, principal parâmetro propagador das trincas. Este trabalho avalia do ponto de vista numérico, os efeitos na vida em fadiga de trincas em modelos virtuais, para materiais com características e propriedades poliméricas. As simulações consistem em uma placa virtual de policarbonato com dimensões de 10x47x365mm, onde foram inseridos tamanhos distintos de trincas de canto quarto-elíptica e linear na região central da placa, onde permitirá simular o comportamento para qualquer comprimento de trinca. A placa foi implementada no Abaqus e Franc3D e os resultados do FIT obtidos a partir de dois critérios de cálculo a Integral-M e Técnica de Correlação de Deslocamento (DCT), foram analisados para diferentes refinamentos da malha de EF que possuem a singularidade 1/√r na frente da trinca. Dentre os dois critérios a Integral-M mostrou-se não ser o método mais apropriado para calcular o FIT para trincas tridimensionais de canto quarto-elíptica, enquanto para as trincas lineares de superfície mostrou ser um critério adequado. O inverso ocorre com o critério DCT para as trincas de canto quarto-elíptica este método mostra melhores resultados entre os dois