ESTUDO DO ENRIQUECIMENTO POLINOMIAL PARA ANÁLISE DE ESTRUTURAS EM PROCESSO DE DANIFICAÇÃO
DOI:
https://doi.org/10.26512/ripe.v2i14.21374Palavras-chave:
MEFG. Enriquecimento Polinomial. Mecânica do Dano Contínuo. Materiais quasi-frágeis.Resumo
Este trabalho teve como objetivo implementar funções de enriquecimento polinomiais, conforme a estratégia do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG), para aplicação em simulações de problemas de falhas em estruturas utilizando um modelo de dano bilinear. Os resultados foram verificados através da comparação com curvas experimentais retirados do ensaio de flexão em três pontos em viga com entalhe central. Comprovou-se, então, a eficiência e acurácia do MEFG polinomial em melhorar a previsão do comportamento de ruptura em detrimento de uma análise de Elementos Finitos. Esta qualidade tornou-se mais evidente nas simulações com malhas muito grosseiras, visto que apresentaram resultados com precisão equivalente a outros encontrados na literatura, porém, com uma quantidade muito inferior de elementos.
Downloads
Referências
Alves, G. D. S. Implementação do Método dos Elementos Finitos Generalizados com aplicação em materiais compósitos. Dissertação de Mestrado. Brasília: Universidade de Brasília, 2014
Babuška, I.; Caloz, G.; Osborn, J. E. Special finite element method for a class second order elliptic problems with rough coefficients. SIAM Journal on Numerical Analysis, v. 31, n. 4, 1994. p. 945 ”“ 981.
Barros, F. B.; Proença, S. B. P.; Barcellos, C. S. de. Generalized Finite Element Method in Structural Nonlinear Analysis. Computational Mechanics, Alemanha, v. 33, n.2, p. 95-107, 2004.
Belytschko, T.; Black, T. Elastic crack growth in finite elements with minimal remeshing. International Journal for Numerical Methods in Engineering. Vol. 45, No. 5, pp. 601-602. 1999.
Camacho, G. T.; Ortiz, M. Computational modeling of impact damage in brittle materials. International Journal of Solids and Structures, v. 33, p. 2899”“2938, 1996.
Duarte, C. A. A Review of Some Meshless Methods to Solve Partial Differencial Equations. Technical Report 06, 1995.
Duarte, C. A.; Liszka, T. J.; Tworzydlo, W. W. Clustered generalized finite element methods for mesh unrefinement, non-matching and invalid meshes. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2006.
Elices, M.; Guinea , G.V.; Gómez ,J.; Planas , J. The cohesive zone model: advantage, limitations and challenges. Engineering Fracture Mechanics, 69 (2002), pp. 137”“163. 2002.
Evangelista JR, F.; Roesler, J. R.; Duarte, C. A. Two scale Approach Predict Multi-Site Cracking Potential in 3-D Structures using the Generalized Finite Element Method. Internationsl Journal of Solids and Structures, v. 50, p. 1991-2002, 2013a.
Evangelista Jr., F.; Roesler, J. R.; Proença, S. P. B. Three-dimensional cohesive zone model for fracture of cementitious materials based on the thermodynamics of irreversible processes. Engineering Fracture Mechanics, v. 97, p. 261-280, 2013b.
Gaedicke, C.; Roesler, J. Fracture-Based Method to Determine Flexural Capacity of Concrete Beams on Soil. Road Materials and Pavement Design, v. 11, n. 2, p. 361 ”“ 385, 2010
Geers, M. G. D. Experimental Analysis and Computational Modelling of Damage and Fracture. PhD thesis, Eindhoven University of Technology, 1997.
Hofstetter G.; Meschke G. Numerical modeling of concrete cracking. International Centre for Mechanical Sciences. vol. 532. Springer Wien New York, 2011. ISBN:987-3-7091-0896-3 [chapter 1].
Lemaitre, J.; Chaboche, J. L. Mechanics of solid materials. Cambrige University Press, 1990.
Mariani, S, Perego U. Extended finite element method for quasi-brittle fracture. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 58(1):103”“26, 2003.
Mazars, J.; Pijaudier-Cabot, G. Continuum damage theory - application to concrete. Journal of Engineering Mechanics, 115:345.365, 1989.
Moreira, J. F. A. Modelo bidimensional contínuo-descontínuo de falha para materiais quasi-frágeis em modo I e modo misto. Dissertação de Mestrado em Estruturas e Construção Civil, Publicação E.DM-05A/16, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 92p. 2016
Oliver, J. A consistent characteristic length for smeared cracking models. International Journal of Numerical Methods in Engineering, vol.28, n. 2, p.461-474, 1989.
Ortiz, M.; Pandolfi, A. Finite-deformation irreversible cohesive elements for threedimensional crack-propagation analysis. International Journal for Numerical Methods in Engineerin, 44: 1267-1282, 1999.
Park, K.; Paulino, G. H.; Roesler, J. R. A unified potential-based cohesive model of mixed-mode fracture, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, v. 57, n. 6, p. 891-908, 2009.
Planas, J.;Elices, M. Shrinkage eigenstresses and structural size-effect, in Fracture Mechanics of Concrete Structures (ed Z. P. Bazant) Elsevier Applied Science, 939 - 950. London, 1992
Proença, S. P. B.; Torres, I. Generalized Finite Element method for Nonlinear Three dimensional Analysis of Solids. International Journal of Computational Methods, v. 5, p. 37-62, 2008.
Roesler, J. R.; Paulino, G. H.; Park, K.; Gaedicke, C. Concrete Fracture Prediction Using Bilinear Softening. Cement and Concrete Composites, Vol. 29, No. 4, pp. 300-312, 2007a.
Roesler, J. R.; Paulino, G. H.; Gaedicke, C.; Bordelon, A.; Park, K. Fracture behavior of functionally graded concrete materials for rigid pavements. Transp Res Rec, 2037:40”“50, 2007b.
Schlangen E. Experimental and numerical analysis of fracture processes in concrete. Ph.D. Thesis, Delft University of Technology, 1993.
Simone, A. Continuous discontinuous modeling of failure. Ph.D. thesis. University of Delft, The Netherlands, 2003.
Strouboulis, T.; Copps, K.; Babuska, I. The generalized finite element method. Computer methods in applied mechanics and engineering, 2000
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, sendo o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Attribution License o que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria do trabalho e publicação inicial nesta revista.
Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
