[pt] As estimativas do tamanho e forma da zona plástica, tradicionalmente usada na Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE), são baseadas na suposição que o fator de intensidade de tensões KI (ou KII ou KIII) é o único parâmetro necessário para descrevê-las. Quando as zonas plásticas são obtidas a partir da solução de Inglis para o campo de tensões em volta de um furo elíptico, ou da solução completa de Westergaard para uma placa com uma trinca central, pode-se observar que as estimativas tradicionais subestimam a localização da fronteira elastoplástica. Isto acontece devido às estimativas tradicionais da zona plástica que não levam em consideração a influencia da tensão nominal no campo de tensões. Como na maioria dos casos a tensão nominal atinge 80% da tensão de escoamento do material é muito importante gerar estimativas melhoradas da zona plástica em volta da ponta da trinca, as quais são apresentadas neste trabalho. / [en] The estimates of the size and shape of the plastic zones, traditionally used in Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM), are based on the supposition that the stress intensity factor (SIF) KI (or KII or KIII) is the only necessary parameter to describe them. However, when the linear elastic stress analysis problem is solved in an Inglis plate, or the cracked infinite plate is analyzed using the stresses generated by the complete Westergaard function, it is verified that those traditional estimates significantly underestimate the position of the elastoplastic border. This happens because those solutions ignore the influence of the nominal stress on the stress field. However, as in most of the practical cases nominal stresses of up to 80% of the yielding strength are used, it is worthwhile to generate better estimates ahead for the plastic zones of the cracks, which are presented in this work.

[pt] Apesar da extensa aplicabilidade do Método de Elementos Finitos na representação e solução de problemas dos mais diversos campos da Engenharia, há ainda classes de problemas em que o seu uso encontra severas dificuldades. Uma delas está relacionada com a simulação da evolução temporal da geometria ou de condições de contorno móveis na Mecânica Computacional. Exemplos típicos destes problemas envolvem grandes deformações, propagação de trincas na mecânica da fratura, escoamentos bi-fásicos , transferência de calor em meios com mudança de fase , entre outros. Nestes casos, a tarefa do acompanhamento das modificações de geometria, dos deslocamentos nas interfaces e das descontinuidades a serem representadas pela malha de elementos finitos implica em modificações da discretização a cada passo da análise, o que requer o emprego de sofisticados procedimentos de adaptação ou de reconstrução da malha. Para atender a estas situações, duas classes de novas estratégias foram recentemente propostas na literatura: i) Métodos sem Malha, em que a discretização é estabelecida a partir de um conjunto de nós distribuídos sobre o domínio, dispensando o uso da entidade elemento e, ii) Método de Elementos Finitos Generalizados (MEFG), em que a capacidade de representação da base de funções de forma tradicionais do MEF é estendida utilizando-se funções específicas ao problema em analise. Neste trabalho investigam-se as características destas duas classes de métodos e, suas vantagens e limitações na aplicação à análise de problemas da mecânica da fratura computacional. Da comparação do desempenho destas técnicas na solução de problemas envolvendo descontinuidades localizadas demonstra-se que o MEFG é numericamente superior aos demais, em aplicações com a análise da propagação de trincas no contexto da Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). Por este método, o campo de deslocamentos representados no MEF tradicional por funções lagrangianas é adicionado (enriquecido) localmente por funções que representam as características de descontinuidade (trinca) presentes no contínuo de forma implícita e independente da malha. A nova base de funções incorpora também termos que representam a solução da mecânica da fratura linear elástica para os deslocamentos na vizinhança da ponta-de- trinca, mantendo as características de partição da unidade próprias do MEF. A formulação foi implementada em um programa para a análise de problemas planos juntamente com uma nova estratégia de integração numérica das equações de equilíbrio que permite eliminar o emprego de eventuais modificações da malha . Este procedimento de integração emprega uma composição das quadraturas de Gauss-Lobato e Gauss-Radau, capacitando o método à uma analise robusta sem o uso de quaisquer procedimentos de reconstrução de malha. Testes numéricos com modelos do MEFG são apresentados e discutidos , verificando-se uma boa correlação da solução numérica obtida com resultados experimentais ou outras soluções clássicas da MFLE. / [en] The Finite Element Method is certainly the most generally used technique for the solution of Engineering problems. However, there are some classes of problems in which the method is still not straightly applicable. One of those is related to the simulation of problems with moveable geometry and/or boundary conditions, in the field of Computation Mechanics. Typical examples are found in fields such : large deformations, crack propagation, two- phase flow, heat transfer with phase change, and so on. In these cases, because displacements at the interfaces and the geometry are to be followed throughout the solution, a regular finite element procedure becomes too cumbersome to represent, requiring the use of sophisticated procedures for adaptation and mesh reconstruction. To overcome these difficulties, two classes of new numerical procedures have been recently proposed: i) Meshless Methods (MM), where the state-variables are interpolated by a set of node values, within the problem domain, without using element boundaries and, ii) Generalized Finite Elements Method (GFEM), where the interpolation function basis is expanded in order to accommodate specific interpolation functions, adjusted to the problem in consideration. In this work the characteristics of these two procedures were evaluated considering their applications to numerical problem solutions, in the field of fracture mechanics. It is demonstrated that the GFEM results in a better numerical procedure considering applications to the crack propagation problem, in the context of linear fracture mechanics. In this method, the displacement fields provided by standard FEM are locally enriched by specific functions which represent, implicitly and independently of the mesh, the requirements for displacement discontinuities. The new function basis also incorporates a solution for the displacements in the neighborhood of the crack tip, obtained from linear fracture mechanics solution. The formulation has been implemented for the analysis of plane problems using a new numerical integration strategy, for numerical evaluation of the equilibrium equations. This integration procedure uses a composition of Gauss-Lobato e Gauss-Radau quadratures, assuring the method numerical robustness, with no requirements for mesh reconstruction. Numerical test solutions with GFEM models are compared to experimental and other classic solutions to demonstrate the method applicability to the analysis of linear fracture mechanics problems.

[pt] O desenvolvimento de técnicas de reparos com baixos custos vem sendo a tendência dominante na indústria de exploração de petróleo. Um exemplo é o processo de soldagem molhada, a ser utilizado em reparos submarinos com custos consideravelmente inferiores á tradicional soldagem seca hiperbárica. Este trabalho tem como objetivo analisar e modelar as características á fadiga de soltas molhadas, comparando o comportamento de dois materiais: o metal de edição resultante do processo de soldagem molhada e o metal base. A partir deste estudo, torna-se possível obter um conjunto completo de propriedades á fadiga, incluindo dados de fadiga de baixo ciclo e de mecânica da fratura. Estas propriedades foram analisadas e comparadas com dados da literatura. Diversos modelos, anteriormente desenvolvidos, que relacionam as propriedades relativas à fadiga oligocíclica à taxa de propagação de trincas, são amplamente discutidos, e algumas modificações são propostas no sentido de melhor ajustá-los aos dados experimentais obtidos. / [en] The trend currently observed in the oil exploration industry is prodominantly geared towards the development of low-cost repair techniques. An example of this trend is the wet welding process used used in underwater repairs, at considerably lower costs that those incurred when using the traditional dry hyperbaric welding system. The objective of this work is to analyze and outline the main fatigue characteristics of wet welding processes, by comparing the behaviour of two different materials: the addition metal resulting from the wet welding process, and the behaviour of the base or parent metal. This study will allow us to obtain a whole set of properties related to fatigue, including data on low-cycle fatigue and fracture mechanics. These properties were duly analyzed and compared with data found in literature available on this matter. A wide and in-depth discussion is carried out covering the study of several models developed previlously, wich have establisehd the ratio existing between oligocyclic fatigue and the crack propagation rate. Furthermore, on the basis of studies carried out, some modifications are being proposed to adjust these models to the requirements of experimental data obtained.

[pt] O tamanho das zonas plásticas (zps) presentes na ponta de trincas valida a utilização da Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE). Dessa forma, a partir das estimativas dessas zps, este trabalho estuda o limite de validade dos dois parâmetros que caracterizam MFLE. Esses dois parâmetros são o Fator de Intensidade de Tensões (K) e a T-stress. Este trabalho mostra que esses dois parâmetros são termos da expansão da série de Williams partir da função de tensão de Westergaard. As duas formas são maneiras diferentes de se obter a solução linear elástica (LE) completa para o campo de tensões gerados na ponta de trincas. Esta tese mostra que esses dois campos de tensões têm uso limitado, pois eles geram tensões infinitas na ponta de trincas. Essas tensões singulares são características do problema matemático, não reproduzindo o real comportamento mecânico. Devido a isso, o problema das estimativas das zps é intrinsecamente não linear. Como tentativa de contornar o problema, este trabalho propõe três maneiras de considerar os efeitos do escoamento nas estimativas zps em que se adota um material perfeitamente plástico. As estimativas feitas por campos LE são verificadas numericamente a partir do uso do Método dos Elementos Finitos (MEF) e do Método Híbrido dos Elementos de Contorno (MHEC). Duas das propostas de considerar os efeitos do escoamento nas zps são utilizadas juntamente com MHEC. Como contribuição final, este trabalho estima zps a partir de uma análise numérica não linear via MEF em que os efeitos do encruamento também são testados. Essas estimativas são comparadas com as estimativas LE corrigidas em que se considera um material perfeitamente plástico. / [en] The size of plastic zones (pz) at the crack tips validates the use of Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM). Thus, this thesis studies the limits of validity of the two parameters that characterize MFLE from the pz estimates. These two parameters are the stress intensity factor (K) and the T-stress. This work shows that KI and the T-stress are terms of the Williams’ series expansion, which is the complete linear elastic (LE) solution for the stress fields generated at the crack tips. It also demonstrates that the Williams’ series is a different way of writing the Westergaard stress function in terms of a trigonometric series with infinite terms, and comments that even if the two functions are the complete LE solution for cracked bodies, they have limited use, because they generate infinite tensions at the crack tip. These singular stresses are characteristics of mathematical problem, not reproducing the real mechanical behavior. As an attempt to outline the problem of singularity in a qualitative way, this work proposes three ways to consider the yielding effects in pz estimates in which one adopts a perfectly plastic material. The completeness of the stress fields generated by the Westergaard stress function is verified numerically from the use of Finite Element Method (FEM) and from of the Hybrid Boundary Element Method (HBEM). Two of the proposals to consider the yielding effects in the pz are used in conjunction with HBEM. The problem of pz estimates is instrinsically non-linear due to the singularity obtained by the mathematical formulation. Finally, this thesis also estimates the pz from a non-linear numerical analysis via FEM. The hardening effects are also tested in these nonlinear estimates. Moreover, they are compared to estimates corrected LE in which a perfectly plastic material is considered.

[pt] Este trabalho apresenta um método para determinação de fatores de intensidade de tensão, KI e KII, baseado nas técnicas de Newton-Raphson e mínimos quadrados onde o termo Teta 0x, referente ao campo de tensões distante, é tomado como um polinômio completo em x e y para ajustamento do campo de tensões não singular. Um análise do número e da localização dos pontos utilizados na coleta de dados é feita com intuito de melhor poder-se avaliar sua influencia sobre os valores de KI e KII determinados pelo método proposto. Apresenta-se uma comparação entre as distribuições de franjas isocromáticas obtidas experimentalmente e aquelas plotadas com auxílio de um computador utilizando-se para isto os valores determinados de KI e KII e, também, uma comparação entre os resultados obtidos e aqueles existentes na literatura. Finalmente, o método é utilizado na determinação de KI e KII para o problema da existência de trincas nas proximidades de junções soldadas de placas a 90 graus e 45 graus como exemplo de aplicação. / [en] This thesis presents a photoelastic method to determine stress intensy factors, KI and KII, base don the Newton-Raphson and least square techniques, where the term teta 0x refers to the far field stress distribution is substituted by a complete polynomial in x and y for the better adjustment of the nonsingular stress field. Analyses are made of the number and location of points used to obtain the experimental data with the purpose of estudying their influence on the values of KI an KII determined by the proposed method. The experimentally determined isochromatic fringe patterns are compared with computer plotted fringe patterns generated with the aid of the determined values of KI and KII. Finally, the proposed method is employed for the determination of stress intensity factors in problems simulating cracks near joints of welded plates subjected to tension and beding.

[pt] O presente trabalho consiste na elaboração de um modelo para simulação numérica do fraturamento em estruturas de concreto utilizando-se o Método dos Elementos Finitos e conceitos da Mecânica da Fratura aplicada ao concreto. A característica mais importante deste modelo está na transição do processo de fraturamento distribuído para o processo discreto à medida em que as deformações se localizam em uma certa região da estrutura. Com isto, pode- se tirar proveito das principais vantagens apresentadas pelos dois processos, ao mesmo tempo em que se eliminam algumas de suas maiores desvantagens. A simulação é suportada por um pré-processador para geração automática da malha de elementos finitos e por uma sofisticada estrutura de dados topológica que assegura a consistência da malha gerada. A fissura discreta é inserida em uma região de comportamento plástico selecionada pelo programa, e somente esta região é rediscretizada após a inserção e propagação da fissura. Todo o processo é monitorado pelo usuário através da mesma interface gráfica. A análise pelo processo distribuído é desenvolvida através de um modelo plástico não-associado e algumas dificuldades numéricas são encontradas na tentativa de representar o comportamento da estrutura nas proximidades da carga máxima e no regime pós- pico. Um procedimento numérico é proposto para contornar estas dificuldades. / [en] This work consists of the development of a model for numerical fracture simulation of concrete structures using the Finite Element Method and concepts of Fracture Mechanics applied to concrete.The most important characteristic of the simulation is the transition from the smeared to the discrete approach as the strain localizes in a certain region of the structure. With this method it is possible to take advantage of the main characteristics of the two approaches and, at the same time, eliminate some of their disadvantages.The simulation is supported by a pre-processor for automatic finite element mesh generation and by a sophisticated topology- based data structure that assures mesh consistency. The discrete crack is introduced into a plastic region selected by the program, and only this region is remeshed after crack propagation. All the process is monitored through the same user interface.The smeared analysis is developed through a non-associated plastic model which poses some numerical difficulties when tracing the behavior of the structure close to the peak and in the post-peak regime. A numerical solution is proposed to avoid these difficulties.

[pt] Este trabalho descreve um ferramenta computacional baseada no método dos elementos finitos para a análise de componentes estruturais e componentes de equipamentos sujeitos a fadiga. Foram implementados modelos empíricos conhecidos na literatura para previsão ou estimativa de vida útil à fadiga dos componentes solicitados por carregamentos de amplitude constante. Também foram implementadas teorias que determinam a direção de propagação das trincas, possibilitando a propagação automática das trincas no modelo. Esta ferramenta é genérica pois é capaz de tratar problemas com qualquer tipo de geometria (modelos bidimensionais) e carregamento (amplitude constante). Ela é precisa pois está baseada em um processo numérico adaptativo e robusto. E ela é prática pois é dirigida pelo Engenheiro Projetista através de uma interface gráfica interativa bastante flexível e que permite em todos os instantes a visualização do modelo e de seus resultados e respostas. / [en] This work describes a computational tool, based on the finite element method, for the analysis of structural and equipament components subjected to fatigue. Well-known empiric models were implemented for the fatigue life estimation of these components subjected to constant amplitude loading. In addition, three theories that determine the direction of propagation of the crack were implemented, allowing an automatic fracture propagation. The resulting system is generic in the sense that it can treat problems of arbritary geometry (2D) with generic loading (constant amplitude). It is precise in that it is based on a robust self-adaptive numerical procedure. And it is practical in that it is driven by the Engineer through a flexible interactive graphics interface that allows the visualization of the model and its results and responses at any time during the simulation. / [es] Este trabajo describe una herramienta computacional basada en el método de los elementos finitos para el análisis de componentes extructurales y componentes de equipos sujetos a fatiga . Fueron implementados modelos empíricos reportados en la literatura para la previsión o estimativa de la vida útil a la fatiga de los componentes solicitados por sobrepeso de amplitude constante. También se implementaron teorías que determinan la direción de propagación de las trincas, posibilitando la propagación automática de las trincas en el modelo. Esta herramienta es genérica, ya que es capaz de tratar problemas con cualquier tipo de geometría (modelos bidimensionales) y sobrepeso (amplitude constante). Tiene una alta precisión porque tiene como base un proceso numérico adaptativo y robusto. Esta herramienta es dirigida por el Ingeniero Proyectista a través de una interfaz gráfica interactiva bastante flexíble que permite, en todos los instantes, la visualización del modelo, sus resultados y respuestas.

[pt] A análise de problemas mecânicos e estruturais, pelo método dos elementos finitos,requer do analista certa experiência na discretização do modelo para minimizar os erros das soluções. A geração da malha é uma tarefa árdua, que torna- se ainda mais difícil quando trincas estão presentes no modelo. Em um modelo discreto, cada vez que a trinca propaga, a geometria do modelo muda e a malha deve ser atualizada. Neste trabalho é apresentado um sistema gráfico interativo, para modelagem bidimensional de problemas de fraturamento estrutural. O sistema permite introduzir trincas em qualquer posição no modelo, regenerando sua malha e executando um processo auto-adaptativo de elementos finitos. Este sistema pode ser usado para problemas mecânicos, com ou sem trincas, elásticos lineares ou elastoplásticos. O processo auto-adaptativo está baseado em estimadores de erro a posteriori, com refinamento do tipo h. Três tipos de estimadores estão disponíveis. O primeiro, baseado na norma de energia, é aplicado na análise de problemas elásticos lineares. O segundo e o terceiro, baseados em tensão efetiva e na razão do trabalho plástico, respectivamente, são aplicados na análise de problemas elastoplásticos. A geração da malha está baseada em técnicas de enumeração espacial recursiva, que consiste de uma partição em árvore binária (binary tree) para as curvas do contorno, incluindo as curvas das trincas, e uma partição em árvore quaternária (quadtree) para a geração da malha no domínio. O sistema integra diferentes ferramentas: um modelador geométrico que cria a geometria do modelo, um pré-processador que gera a malha e aplica os atributos, um módulo de análise numérica que avalia a resposta de elementos finitos e um módulo, chamado de módulo adaptativo, que faz o gerenciamento do processo adaptativo das malhas e que também é um pós-processador que auxilia na visualização dos resultados, inclusive dos parâmetros de fratura. No processo adaptativo não linear, uma interpolação das variáveis de solução é realizada entre malhas para que a análise incremental da plasticidade continue. O critério deA análise de problemas mecânicos e estruturais, pelo método dos elementos finitos, requer do analista certa experiência na discretização do modelo para minimizar os erros das soluções. A geração da malha é uma tarefa árdua, que torna-se ainda mais difícil quando trincas estão presentes no modelo. Em um modelo discreto, cada vez que a trinca propaga, a geometria do modelo muda e a malha deve ser atualizada. Neste trabalho é apresentado um sistema gráfico interativo, para modelagem bidimensional de problemas de fraturamento estrutural. O sistema permite introduzir trincas em qualquer posição no modelo, regenerando sua malha e executando um processo auto-adaptativo de elementos finitos. Este sistema pode ser usado para problemas mecânicos, com ou sem trincas, elásticos lineares ou elastoplásticos. O processo auto-adaptativo está baseado em estimadores de erro a posteriori, com refinamento do tipo h. Três tipos de estimadores estão disponíveis. O primeiro, baseado na norma de energia, é aplicado na análise de problemas elásticos lineares. O segundo e o terceiro, baseados em tensão efetiva e na razão do trabalho plástico, respectivamente, são aplicados na análise de problemas elastoplásticos. A geração da malha está baseada em técnicas de enumeração espacial recursiva, que consiste de uma partição em árvore binária (binary tree) para as curvas do contorno, incluindo as curvas das trincas, e uma partição em árvore quaternária (quadtree) para a geração da malha no domínio. O sistema integra diferentes ferramentas: um modelador geométrico que cria a geometria do modelo, um pré-processador que gera a malha e aplica os atributos, um módulo de análise numérica que avalia a resposta de elementos finitos e um m / [en] The numerical analysis of structural and mechanical problems by the finite element method requires, by the analyst, some knowledge and experience on mesh refinement. Mesh generation is a difficult task, especially when the model contains cracks. As the crack propagates in the discret model, the geometry of the model changes and the mesh must be updated. This work presents an interactive graphics system for modeling fracture processes of two-dimensional structures. This system may consider any number of cracks that can be inserted in the model at any position, with automatic and adaptive finite element mesh generation. The system can be used for linear and elastic-plastic mechanical problems, with and without cracks. The self-adaptive process is based on an h-type refinement, with an a posteriori error estimation. Three types of error estimators are available. The first, which is based on the energy norm, is used for elastic- linear analysis. The second and the third, which are based on effective stress and on ratio of plastic work, respectively, are used for elastic-plastic analysis. Mesh generation is based on spatial decomposition techniques, which consists on a binary tree partition of boundary curves, including crack curves, and on a quadtree partition for the domain refinement. The system incorporates the following components: a geometric modeler to create the model geometry, a pre- processor that generates the initial mesh and applies model attributes, a numerical analysis module that evaluates the finite element response, and a module, called the adaptive module, that manages the adaptive process of mesh generation. The latter module also incorporates post-processing features that assist in the visualization of analysis results, including fracture parameters. In the non- linear adaptive process for incremental plasticity analysis, it is used a technique for interpolating analysis variables across distinct meshes. The von Mises yielding criterion, with isotropic hardening, is used. Some examples are presented to evaluate the methods for computing fracture analysis parameters and the performance of the adaptive process. / [es] El análisis de problemas mecánicos y extructurales, por el método de los elementos finitos, requiere del analista cierta experiencia en la discretización del modelo para minimizar el error de la solución. La generación de la malla es una tarea árdua, que resulta todavía más difícil cuando grietas están presentes en el modelo. En un modelo discreto, cada vez que la grietas se propaga, la geometría del modelo muda y se debe actualizar la malla. En este trabajo se presenta un sistema gráfico interactivo, para modelaje bidimensional de problemas de fractura extructural. El sistema permite introducir grietas en cualquier posición en el modelo, regenerando su malla y ejecutando un proceso autoadaptativo de elementos finitos. Este sistema puede ser usado en problemas mecánicos, con o sin grietas, elásticos lineales o elastoplásticos. EL proceso autoadaptativo está basado en estimadores a posteriori del error, con refinamientodel tipo h. Tres tipos de estimadores están disponibles. El primeiro, basado en la norma de energía, se aplica en el análisis de problemas elásticos lineales. El segundo y el tercero, basados en tensión efectiva y en la razón del trabajo plástico, respectivamente, se aplican en el análisis de problemas elastoplásticos. La generación de la malla está basada en técnicas de enumeración espacial recursiva, que consiste de una partición en árbol binaria (binary tree) para las curvas del contorno, incluyendo las curvas de las grietas, y una partición en árbol cuaternaria (quadtree) para la generación de la malla en el dominio. El sistema integra diferentes herramientas: un modelador geométrico que crea la geometría del modelo, un préprocesador que genera la malla y aplica los atributos, un módulo de análisis numérico que evalúa la resposta de elementos finitos y un módulo, llamado de módulo adaptativo, que se encarga de gerenciar el proceso adaptativo de las mallas y que también constituye un posprocesador que auxilia en la visualización de los resultados, incluso de los parámetros de fractura. En el proceso adaptativo no lineal, la interpolación de las variables de solución se realiza entre mallas para que el análisis incremental de la plasticidad continue. Se presentan ejemplos que permiten evaluar los métodos de cálculo de los parámetros de fractura y el desempeño del proceso adaptativo.

[pt] Este trabalho tem como objetivo a proposição de um modelo que correlacione duas metodologias de projeto à fadiga, o método EN e a Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE), tradicionalmente utilizada de forma estanque para se estimar a vida residual de peças à fadiga estrutural. Para tal um modelo foi construído à partir de hipóteses e limitações bem estabelecidas, com cada passo explicitamente mostrado e comentado. Alguns aperfeiçoamentos ao modelo proposto foram implementados e seus resultados avaliados. Finalmente através da comparação das curvas geradas pelos modelos com as curvas dos resultados experimentais de 4 materiais, cujas propriedades mecânicas retiramos da literatura, validamos os modelos propostos. / [en] The objective of this work is to propose a model to correlative two metodologies of fatigue design, the EN Method and the Linear Elastic Fracture Mechanics, traditionaly used in a separate way, to estimate the residual life of components subjected to estrutural fatigue. For this purpose a model was built based on well estabilished hipotesis and limitations, where every step was explicitaly explained in detail. Some improvement to the model were estabilished and their results evaluated. Finally a comparasion between the curves generated by the models with the curves of experimental results of four materials, which mechanical properties were documentaded in especific literature, we confirm the vality of the proposed models.

[pt] Apresenta-se uma formulação particular do método híbrido dos elementos de contorno para a análise de problemas planos de potencial e de elasticidade que, apesar de completamente geral, é apropriada a aplicações de mecânica da fratura. Funções do tipo de Westergaard são usadas como soluções fundamentais, Em uma generalização de uma proposta inicialmente feita por Tada et al. A formulação leva a conceitos de elementos de contorno de deslocamentos semelhante à apresentada por Crouch e Starfield, mas em um contexto variacional que permite interpretações mecânicas bem simples das equações matriciais resultantes. Problemas de topologia geral podem ser modelados, como no caso de domínios infinitos ou multiplamente conexos. A formulação, que é diretamente aplicável a placas com entalhes ou trincas curvas externas ou internas, permite a descrição adequada de altos gradientes de tensão e é uma ferramenta simples de avaliação de fatores de intensidade de tensão, com o que se podem verificar numericamente conceitos estabelecidos por Rice em 1968. Esta dissertação tem foco na fundamentação matemática da formulação para problemas de potencial e de elasticidade. Apresenta-se a implementação da formulação e são discutidos vários exemplos numéricos de validação. / [en] A particular implementation of the hybrid boundary element method is presented for the two dimensional analysis of potential and elasticity problems, which although general in concept, is suited for fracture mechanics applications. Generalized Westergaard stress functions, as proposed by Tada et al in 1993, are used as the problem‘s fundamental solutions. The proposed formulation leads to displacement-based concepts that resemble those presented by Crouch and Starfield, although in a variational framework that leads to matrix equations with sound mechanical meanings. Problems of general topology, such as in the case of unbounded and multiply-connected domains, may be modeled. The formulation, which is directly applicable to notches and generally curved, internal or external cracks, is specially suited for the description of the stress field in the vicinity of crack tips and is an easy means of evaluating stress intensity factors and of checking some basic concepts laid down by Rice in 1968. This dissertation focuses on the mathematical fundamentals of the formulation. Several validating numerical examples are presented.