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Métodos numéricos aplicados a mecânica da fratura: avaliação da integridade estrutural de componentes nucleares / NUMERICAL METHODS APPLIED TO THE FRACTURE MECHANICS: INTEGRITY TRUCTURAL OF NUCLEAR COMPONENTS

Claudio Roberto Soares 25 May 2009 (has links)
Nenhuma / A tenacidade à fratura avalia a resistência à propagação de uma trinca e tornou-se uma importante propriedade a ser considerada em metodologias para avaliação de integridade estrutural de componentes mecânicos em geral. A principal metodologia para avaliação dos efeitos da perda de restrição à plasticidade (Teoria J-Q) representa um grande passo para a inclusão dos efeitos geométricos nos estudos da fratura. Alguns avanços têm sido propostos para a obtenção de um parâmetro para transferência de valores de tenacidade obtidos em laboratório para o componente estrutural real. Assim, neste trabalho teórico de pesquisa foram realizadas diversas análises numéricas 3D, com o objetivo de compreender os efeitos da perda de restrição à plasticidade sobre os valores de tenacidade à fratura. Parâmetros como tamanho de trinca e geometria do corpo-de-prova foram analisados para fornecer informações mais detalhadas sobre a perda de restrição à plasticidade. Esta análise revelou uma variação da integral J e do parâmetro Q com a espessura de cada corpo-de-prova. Novas curvas J-QA foram traçadas para a descrição do nível de restrição à plasticidade e para um ajuste dos valores mais realísticos de tenacidade à fratura. Também foram comparados os resultados com o código ASME, onde foi possível ver como o mesmo tem um conceito extremamente conservador. / The fracture toughness is used to evaluate the resistance to the propagation of a crack and became an important property to be considered in methodologies for structural integrity evolution of mechanical components in general. The main methodology for assessing the crack-tip constraint (JQ Theory) represents a major step towards the inclusion of geometrical effects in studies of fracture. Some advances have been proposed for a parameter to transfer values of toughness obtained in laboratory to real structural components. Thus, theoretical work in this research consisted of several 3D numerical analysis with the aim of understanding the constraint effects on the values of fracture toughness. Several parameters such as crack size and specimens geometry were analyzed to provide detailed information about constraint effects. This analysis revealed a variation of J integral and the parameter Q with the thickness of each specimen. New J-Q curves were drawn to describe the level constraint of plasticity and a more realistic set of values of fracture toughness. The results were compared with the ASME code, where it was possible to see that the code criteria are very conservative.

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