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Definição de uma lei coesiva para juntas coladas em carbono-epóxido solicitadas em Modo II

Fernandes, Rui Miguel da Rocha Pereira January 2012 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012
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Efeito da clorexidina e flúor na resistência coesiva da estrutura dental irradiada e não irradiada

Neiva, Natalia Antunes 25 February 2010 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Radiation therapy significantly reduces the resistance of the tooth structure and the damage is potentially higher in the organic matrix. The use of products that promote the stabilization of collagen and / or agents to intensify the cross-links may provide less damage to the resistance of teeth irradiated. This study aimed analyze the effect of the use of chlorhexidine and sodium fluoride in the cohesive strength of the tooth structure during radiotherapy in head and neck believing that these products may influence the mechanical properties of enamel and dentin. Were collected 60 teeth divided into 2 groups, irradiated and non-irradiated, subdivided into 2 mouthwash protocols used 3 times a day: 0.12% chlorhexidine and 0.05% sodium fluoride and a control group. The specimens were evaluated by microtensile testing. The Tukey test (P <0.05) revealed that the presence of irradiation reduces the UTS of enamel, crown and root dentin regardless of the orientation of the prisms and tubules. The simulating of rinsing with chlorhexidine 0.12% recovered the resistance of crown dentin irradiated transversal to tubule orientation (GIP= 45,1 7,8 Ab), (GIT= 57,6 12,5 Aa), (GNIP= 76,2 12,5 Ab), (89,4 16,7 Aa) and the simulating of rinsing with sodium fluoride at 0.05% recovered the resistance of enamel irradiated making it similar to the non-irradiated enamel (GIP= 38,5 ± 4,9Aa), (GIT= 15,9 ± 2,7Aa), (GNIP= 43,2 ± 13,7Aa), (GNIT= 18,0 ± 2,0Aa). Therefore, the use of those substances for radiation treatment becomes essential to reduce the side effects and improve the quality of life of cancer patients in the head and neck. / A radioterapia reduz significativamente a resistência da estrutura dental e os danos são potencialmente maiores sob a matriz orgânica. A utilização de produtos que promovam a estabilização do colágeno e/ou agentes que intensifiquem as ligações cruzadas podem prover menores danos à resistência da estrutura dental irradiada. Este estudo objetivou analisar o efeito do uso da clorexidina e fluoreto de sódio na resistência coesiva da estrutura dental durante o processo de radioterapia na região de cabeça e pescoço acreditando que estes produtos podem influenciar as propriedades mecânicas do esmalte e dentina. Foram coletados 60 dentes terceiros molares humanos que foram divididos em 2 grupos, irradiado (GI) e não irradiado (GNI), subdivididos em 3 sub-grupos de acordo com o protocolo de tratamento tópico recebido: Bochecho com clorexidina a 0,12%, fluoreto de sódio a 0,05% e grupo controle. A resistência à microtração foi analisada. O teste de Tukey (P <0.05) revelou que a radiação reduz a resistência coesiva do esmalte, dentina coronária e dentina radicular independente da orientação dos prismas e túbulos (paralela (P) e transversal (T). A simulação do bochecho com clorexidina a 0,12% recuperou a resistência da dentina coronária irradiada na orientação transversal (GIP= 45,1 7,8 Ab), (GIT= 57,6 12,5 Aa), (GNIP= 76,2 12,5 Ab), (89,4 16,7 Aa) e a simulação do bochecho com fluoreto de sódio a 0,05% recuperou a resistência do esmalte irradiado tornando-o semelhante ao esmalte não irradiado (GIP= 38,5 ± 4,9Aa), (GIT= 15,9 ± 2,7Aa), (GNIP= 43,2 ± 13,7Aa), (GNIT= 18,0 ± 2,0Aa). Portanto, o uso dessas substâncias durante o tratamento radioterápico torna-se fundamental para reduzir os efeitos colaterais e melhorar a qualidade de vida dos pacientes com câncer na região de cabeça e pescoço. / Mestre em Odontologia
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Avaliação da influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas / Influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites: microtensile bond strenght analysis

Palazon, Milena Traversa 12 September 2013 (has links)
O objetivo desse estudo foi avaliar a influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas. Foi confeccionado para este trabalho um dispositivo bipartido de Teflon que se encaixa em um magazine metálico para manter as metades em posição durante a preparação dos corpos de prova do compósito. A partir deste dispositivo de forma cônica, e dimensões: 4mm de base, 2mm de diâmetro na interface e 4mm de altura, foram obtidos 120 espécimes, divididos em 12 grupos ( n=10), 6 grupos sem o uso de adesivo e 6 grupos com o uso de adesivo. Foram utilizadas as resinas compostas: Filtek P90-3M ESPE, St.Paul,MN,USA e Filtek Z350 XT-3M ESPE, St. Paul, MN,USA , ambas na cor A3, inseridas no dispositivo bipartido de teflon segundo a técnica incremental adotada, técnica incremental obliqua, horizontal ou incremento único. A resina foi inserida com uma espátula metálica em incrementos horizontais ou em incrementos oblíquos, conforme a inclinação dada pelo instrumental utilizado, em incrementos de 2mm de espessura, ou ainda inserida de uma só vez, em porção única de 4mm de espessura e fotoativadas por 20 segundos, segundo indicação do fabricante. Os espécimes foram submetidos aos testes de tração para avaliar a força coesiva da resina composta e a influência da técnica incremental utilizada. Os dados obtidos foram analisados quanto à sua distribuição, à Análise de Variância (ANOVA) e ao Teste de Tukey HSD (p>0,05 %). Pode - se concluir que a técnica incremental utilizando incrementos oblíquos influencia negativamente na resistência coesiva. A Resina Filtek Z350XT possui maior resistência coesiva quando comparada à resina Filtek P90. A utilização de adesivo influencia negativamente na resistência coesiva. / The aim of this study was to evaluate the influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites. A total of 120 conical specimens of different resin composites, Filtek P90 and Filtek Z350 XT, both in color A3, were made in a bipartite teflon device with the following dimensions: 4 mm base diameter of 2mm and 8mm in height. The specimens were assigned into 12 groups (n = 10), 6 groups without the use of adhesive and 6 groups with the use of adhesive. The cavity was filled with a metal spatula in oblique or horizontal increments of 2mm thick or inserted at once in one portion 4mm thick and each increment was light-cured for 20 seconds following manufactures instructions. The specimens were subjected to microtensile tests to evaluate the cohesive strength of the resin composite and the influence of incremental technique used. Data were submitted to ANOVA and Tukey\'s HSD test (p<0,05%).Can be concluded that the incremental technique using increments oblique negatively influence the cohesive strength. The resin Filtek Z350XT has greater cohesive resistance when compared to Filtek P90. The use of adhesive negatively influence the cohesive resistance
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[en] APPLICATION OF COHESIVE FRACTURE MODELS TO THE ANALYSIS OF STEELFIBER REINFORCED CONCRETE STRUCTURES / [pt] APLICAÇÃO DE MODELOS DE FRATURA COESIVA À ANÁLISE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS DE AÇO

LUIS ANTONIO TADAIESKY BARBOZA 16 February 2016 (has links)
[pt] Nessa dissertação, investiga-se através do método dos elementos finitos o processo de fratura em estruturas de materiais quase frágeis com base em modelos de representação explícita de fratura por meio de elementos de fratura coesiva. Para tanto, são apresentadas duas formulações distintas de elementos finitos com base na zona de fratura coesiva. A formulação do modelo do coesivo com base no potencial PPR e a formulação dos modelos coesivos Bi-linear e Linear exponencial. As modelagens numéricas e análises são realizadas no simulador Abaqus . Essas formulações são aplicadas à simulação da evolução de trincas em corpos de prova de concreto reforçado com fibras de aço em ensaios de tração, flexão e cisalhamento. Apresentando a aplicabilidade da metodologia a problemas reais de fratura em modo I, II e em modo misto. Através dessas análises foi demostrada a aplicabilidade da formulação de zona coesiva a representação de fratura em materiais quase frágeis. O potencial PPR e o modelo Linear exponencial foram os modelos mais adequados à simulação dos ensaios em concreto reforçado com fibra de aço. / [en] In this thesis, the fracture process in structures with quasi-brittle materials was investigated using the finite element method based on the cohesive zone model. Two different cohesive model formulations are presented: a potential formulation, the PPR model, and a formulation for the bi-linear and linearexponential models. These formulations were applied in the simulation of fracture propagation in concrete specimens reinforced with steel-fibers. The specimens were subjected to Mode I, II and mixed-mode loading through the direct tensile, shear and bending tests. The analyses were simulated in the Abaqus . The good applicability of the cohesive zone model for fracture propagation analysis in quasi-brittle materials were demonstrated with the performed simulations. The PPR potential model and the linear-exponential model presented better results in tests with concrete reinforced with steel-fiber specimens.
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Avaliação da influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas / Influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites: microtensile bond strenght analysis

Milena Traversa Palazon 12 September 2013 (has links)
O objetivo desse estudo foi avaliar a influência da técnica incremental na força coesiva de diferentes resinas compostas. Foi confeccionado para este trabalho um dispositivo bipartido de Teflon que se encaixa em um magazine metálico para manter as metades em posição durante a preparação dos corpos de prova do compósito. A partir deste dispositivo de forma cônica, e dimensões: 4mm de base, 2mm de diâmetro na interface e 4mm de altura, foram obtidos 120 espécimes, divididos em 12 grupos ( n=10), 6 grupos sem o uso de adesivo e 6 grupos com o uso de adesivo. Foram utilizadas as resinas compostas: Filtek P90-3M ESPE, St.Paul,MN,USA e Filtek Z350 XT-3M ESPE, St. Paul, MN,USA , ambas na cor A3, inseridas no dispositivo bipartido de teflon segundo a técnica incremental adotada, técnica incremental obliqua, horizontal ou incremento único. A resina foi inserida com uma espátula metálica em incrementos horizontais ou em incrementos oblíquos, conforme a inclinação dada pelo instrumental utilizado, em incrementos de 2mm de espessura, ou ainda inserida de uma só vez, em porção única de 4mm de espessura e fotoativadas por 20 segundos, segundo indicação do fabricante. Os espécimes foram submetidos aos testes de tração para avaliar a força coesiva da resina composta e a influência da técnica incremental utilizada. Os dados obtidos foram analisados quanto à sua distribuição, à Análise de Variância (ANOVA) e ao Teste de Tukey HSD (p>0,05 %). Pode - se concluir que a técnica incremental utilizando incrementos oblíquos influencia negativamente na resistência coesiva. A Resina Filtek Z350XT possui maior resistência coesiva quando comparada à resina Filtek P90. A utilização de adesivo influencia negativamente na resistência coesiva. / The aim of this study was to evaluate the influence of incremental technique on the cohesive strength of different dental resin composites. A total of 120 conical specimens of different resin composites, Filtek P90 and Filtek Z350 XT, both in color A3, were made in a bipartite teflon device with the following dimensions: 4 mm base diameter of 2mm and 8mm in height. The specimens were assigned into 12 groups (n = 10), 6 groups without the use of adhesive and 6 groups with the use of adhesive. The cavity was filled with a metal spatula in oblique or horizontal increments of 2mm thick or inserted at once in one portion 4mm thick and each increment was light-cured for 20 seconds following manufactures instructions. The specimens were subjected to microtensile tests to evaluate the cohesive strength of the resin composite and the influence of incremental technique used. Data were submitted to ANOVA and Tukey\'s HSD test (p<0,05%).Can be concluded that the incremental technique using increments oblique negatively influence the cohesive strength. The resin Filtek Z350XT has greater cohesive resistance when compared to Filtek P90. The use of adhesive negatively influence the cohesive resistance
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Análise inversa em sólidos bidimensionais utilizando o método dos elementos de contorno / Inverse analysis in two-dimensional solid using the boundary element method

Ferreira, Manoel Dênis Costa 30 May 2007 (has links)
A aplicação da análise inversa é objeto de estudo nos mais diversos campos da ciência e da engenharia. A motivação para o tratamento de tais problemas se deve ao fato de que em muitas aplicações dessas áreas do conhecimento, há a necessidade da identificação de parâmetros físicos e geométricos a partir de dados do domínio medidos experimentalmente, já que tais parâmetros de entrada são desconhecidos para uma análise direta do problema. Neste tipo de análise o problema principal está na quantidade e qualidade dos dados experimentais obtidos, que são na maioria das vezes insuficientes para garantir que o sistema gerado apresente solução única, gerando com isto um problema essencialmente mal-posto. Assim, de forma geral o emprego confiável da análise inversa implica na utilização de ferramentas eficientes de aquisição de dados experimentais aliada a técnicas numéricas de regularização que buscam a minimização da função objetiva gerada por algum método numérico, como por exemplo, o método dos elementos de contorno (MEC). Sendo assim, o presente trabalho tem por objetivo apresentar uma formulação para resolução de problemas inversos de valor de contorno e estimativa dos parâmetros do modelo coesivo, através de medidas de campos de deslocamentos, em sólidos bidimensionais com domínio formado por multi-regiões via (MEC), utilizando-se de técnicas tais como: mínimos quadrados, regularização de Tikhonov, decomposição em valor singular (SVD) e filtro de Tikhonov, para regularização do problema. Além disto, são apresentados alguns exemplos de aplicação da formulação desenvolvida. / The application of inverse analysis is nowadays subject of research of many fields in engineering and science. The motivation to consider this problem is due to the fact that in many applications of these knowledge areas, physical and geometric parameters, that are not directly known, can be identified using domain data measured experimentally. In this kind of analysis the main problem is the quantity and the quality of the obtained experimental data, which, many times, are not sufficient to guarantee that the generated system of equations has only one solution, leading therefore to an ill-posed problem. Thus, in general the reliable use of the inverse analysis requires using efficient tools for experimental data acquisition together with the numerical techniques of regularization needed to impose the minimization of the objective function written by using any numerical method, as the boundary element method (BEM) for instance. In this context, the objective of the present work is to derive a formulation for resolution of boundary-value inverse problems and to estimate the material parameters of the cohesive model, by using measured displacements fields, in multi-region two-dimensional solid by BEM, using techniques such as: least squares, Tikhonov regularization, singular value decomposition (SVD) and Tikhonov filtering, for the problem regularization. Some application examples are presented using the developed formulation to illustrate its performance.
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Contribuição ao estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando diferentes modelagens em elementos finitos na escala mesoscópica / Contribution to the study of mechanical concrete behavior using different models in finite elements on the mesoscopic scale

Quaresma, Wanessa Mesquita Godoi 06 July 2016 (has links)
Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-01-30T09:49:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Mesquita Godoi Quaresma - 2016.pdf: 2901974 bytes, checksum: fcac435f9dfd087f8402d916a36a5f05 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-30T10:04:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Mesquita Godoi Quaresma - 2016.pdf: 2901974 bytes, checksum: fcac435f9dfd087f8402d916a36a5f05 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T10:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Mesquita Godoi Quaresma - 2016.pdf: 2901974 bytes, checksum: fcac435f9dfd087f8402d916a36a5f05 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-07-06 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work deals with the study of the concrete mechanical behavior using a two-dimensional numerical modeling in mesoscopic scale. The material is considered to be composed of three phases consisting of the interface zone matrix and inclusions, where each constituent is modeled properly. In the representative volume element (RVE) inclusions of as various shapes and randomly arranged are considered. The interface zone is modeled by finite elements where a model of fracture and contact recently proposed is incorporated. On the other hand, the transition zone is modeled by triangular finite elements where the Mohr-Coulomb model with lower strength characteristics compared to the mortar, is used. Inclusion is modeled as a linear elastic material and the matrix is considered as elastoplastic materials governed by the Mohr-Coulomb model. Our main goal is to show that a formulation based on computational homogenization is an alternative to complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of brittle materials using a procedure based on the Finite Element Method and a multiscale theory. Examples changing the form of aggregate, their volume fraction and distribution in RVE, as well as various strategies for modeling the transition zone are shown to illustrate the performance of the proposed model. The results evidence that the proposed modeling leads to are promising results for employment in a multiscale modeling. Also, this work shows the importance of parametric identification of fracture and contact model in the microstructural analysis of concrete. / Este trabalho trata do estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando uma proposta de modelagem numérica bidimensional em escala mesoscópica. O material é considerado como composto por três fases consistindo de zona de interface, matriz e inclusões, onde cada constituinte é modelado adequadamente. O Elemento de Volume Representativo (EVR) consiste de inclusões idealizadas como de várias formas e aleatoriamente dispostas no EVR. Uma das abordagens permite que a zona de interface seja modelada por meio de elementos finitos coesivos de contato, onde um modelo de fratura e contato recentemente proposto é incorporado ao elemento. Por outro lado, a zona de transição pode ser modelada por elementos finitos triangulares onde o modelo de Mohr- Coulomb com características de menor resistência em relação à argamassa, é utilizado. A inclusão é modelada como sendo um material elástico linear, já a matriz é considerada como material elastoplástico obedecendo ao modelo de Mohr-Coulomb. O principal objetivo é mostrar que uma formulação baseada na homogeneização computacional é uma alternativa aos modelos constitutivos macroscópicos complexos para o comportamento mecânico de matérias frágeis usando um procedimento baseado no Método dos Elementos Finitos no âmbito de uma teoria multiescala. Uma série de exemplos envolvendo a mudança de forma de agregados, sua fração volumétrica e sua distribuição no EVR, assim como diferentes estratégias de modelagem da zona de transição, é apresentada de modo a ilustrar a performance da modelagem proposta. Os resultados encontrados evidenciam que as modelagens propostas apresentam resultados promissores para o emprego numa modelagem multiescala. Também, este trabalho mostra a importância da identificação paramétrica do modelo de fratura e contato na análise microestrutural do concreto.
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Análise inversa em sólidos bidimensionais utilizando o método dos elementos de contorno / Inverse analysis in two-dimensional solid using the boundary element method

Manoel Dênis Costa Ferreira 30 May 2007 (has links)
A aplicação da análise inversa é objeto de estudo nos mais diversos campos da ciência e da engenharia. A motivação para o tratamento de tais problemas se deve ao fato de que em muitas aplicações dessas áreas do conhecimento, há a necessidade da identificação de parâmetros físicos e geométricos a partir de dados do domínio medidos experimentalmente, já que tais parâmetros de entrada são desconhecidos para uma análise direta do problema. Neste tipo de análise o problema principal está na quantidade e qualidade dos dados experimentais obtidos, que são na maioria das vezes insuficientes para garantir que o sistema gerado apresente solução única, gerando com isto um problema essencialmente mal-posto. Assim, de forma geral o emprego confiável da análise inversa implica na utilização de ferramentas eficientes de aquisição de dados experimentais aliada a técnicas numéricas de regularização que buscam a minimização da função objetiva gerada por algum método numérico, como por exemplo, o método dos elementos de contorno (MEC). Sendo assim, o presente trabalho tem por objetivo apresentar uma formulação para resolução de problemas inversos de valor de contorno e estimativa dos parâmetros do modelo coesivo, através de medidas de campos de deslocamentos, em sólidos bidimensionais com domínio formado por multi-regiões via (MEC), utilizando-se de técnicas tais como: mínimos quadrados, regularização de Tikhonov, decomposição em valor singular (SVD) e filtro de Tikhonov, para regularização do problema. Além disto, são apresentados alguns exemplos de aplicação da formulação desenvolvida. / The application of inverse analysis is nowadays subject of research of many fields in engineering and science. The motivation to consider this problem is due to the fact that in many applications of these knowledge areas, physical and geometric parameters, that are not directly known, can be identified using domain data measured experimentally. In this kind of analysis the main problem is the quantity and the quality of the obtained experimental data, which, many times, are not sufficient to guarantee that the generated system of equations has only one solution, leading therefore to an ill-posed problem. Thus, in general the reliable use of the inverse analysis requires using efficient tools for experimental data acquisition together with the numerical techniques of regularization needed to impose the minimization of the objective function written by using any numerical method, as the boundary element method (BEM) for instance. In this context, the objective of the present work is to derive a formulation for resolution of boundary-value inverse problems and to estimate the material parameters of the cohesive model, by using measured displacements fields, in multi-region two-dimensional solid by BEM, using techniques such as: least squares, Tikhonov regularization, singular value decomposition (SVD) and Tikhonov filtering, for the problem regularization. Some application examples are presented using the developed formulation to illustrate its performance.
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Estudo e avaliação de uma proposta de modelagem do comportamento micromecânico do concreto / Study and evaluation of a modeling proposal to micromechanical behavior to concrete

Borges, Dannilo Carvalho 19 August 2015 (has links)
Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-07T16:28:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Dannilo Carvalho Borges - 2015.pdf: 3073251 bytes, checksum: 5efdd805f96baaf801696402a7ed039b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-08T11:35:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Dannilo Carvalho Borges - 2015.pdf: 3073251 bytes, checksum: 5efdd805f96baaf801696402a7ed039b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-08T11:35:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Dannilo Carvalho Borges - 2015.pdf: 3073251 bytes, checksum: 5efdd805f96baaf801696402a7ed039b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work deals with a proposed numerical modeling of mechanical behavior in brittle heterogeneous materials, such as concrete. For this propose, a two-dimensional meso-scale model is presented. The material is considered as a three-phase material consisting of interface zone, matrix and inclusions – each constituent modeled by an appropriate constitutive model. The Representative Volume Element (RVE) consists of inclusions idealized as circular shapes randomly placed into the RVE. The interface zone is modeled by means of cohesive contact finite elements the inclusions are considered as linear elastic media and matrix region is considered as elastoplastic material. The main goal here is to show that simple constitutive modeling of the microstructure can be employed with a computational homogenization-based approach as an alternative to complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of the heterogeneous materials using a finite element procedure within a purely kinematical multi-scale framework. A set of numerical examples, involving the microcracking and plasticity processes, is provided in order to illustrate the qualitative performance of the proposed modeling. / Este trabalho apresenta uma proposta para a modelagem numérica do comportamento mecânico da microestrutura de materiais heterogêneos e frágeis, tal como o concreto. Para este fim, apresenta-se um modelo 2D de escala mesoscópica. O material é considerado como composto por três fases consistindo de zona de interface, matriz e inclusões, onde cada constituinte é modelado adequadamente. O Elemento de Volume Representativo (EVR) consiste de inclusões idealizadas de forma circular aleatoriamente dispostas no EVR. A zona de interface é modelada por meio de elementos finitos coesivos e de contato e as inclusões são modeladas como meio elástico linear. Já a matriz é considerada como material elastoplástico. O principal objetivo é mostrar que modelos constitutivos simples empregados na microestrutura em conjunto com uma formulação baseada numa homogeneização computacional são uma alternativa aos modelos constitutivos macroscópicos complexos para o comportamento mecânico de materiais heterogêneos usando um procedimento baseado no Método dos Elementos Finitos no âmbito de uma teoria Multiescala. Uma série de exemplos envolvendo processos de microfissuração e plasticidade é apresentada de modo a ilustrar qualitativamente a performance da modelagem proposta.
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[en] NUMERICAL SIMULATION OF THE CRACK PROPAGATION PROCESS IN ROCK MATERIAL UNDER FLUIDMECHANIC COUPLING CONDITION / [pt] SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO PROCESSO DE PROPAGAÇÃO DE FRATURAS EM MATERIAIS ROCHOSOS EM CONDIÇÕES DE ACOPLAMENTO FLUIDOMECÂNICO

LUIS ARNALDO MEJIA CAMONES 27 July 2016 (has links)
[pt] Esta pesquisa aborda o processo de fraturamento hidráulico ou processo de propagação de fraturas em rocha através da injeção de um fluido sob pressão, o que gera fissuras no material que se propagam de acordo com a quantidade de fluido injetado. Esta técnica leva a um incremento da transmissividade hidráulica da rocha e, como consequência, ocorre um incremento da produção de óleo. Diversos trabalhos analíticos e numéricos têm sido propostos para estudar o mecanismo de fratura, geralmente baseados em meios contínuos ou através da utilização de elementos de interface em uma trajetória de propagação conhecida. Neste trabalho, a propagação de uma fratura é simulada utilizando o modelo potencial PPR[72] através da sua implementação extrínseca. Assim, os elementos coesivos de interface são inseridos na malha de elementos finitos de forma adapativa para capturar o processo de fraturamento. A pressão do fluido é simulada utilizando o modelo de lattice-Boltzmann[84]. Através de um processo interativo, os contornos da fratura, computados utilizando o método dos elementos finitos, são transferidos para o modelo de lattice-Boltzmann como uma condição de contorno. Assim, a força que o fluido exerce nestes contornos, gerada pela injeção do fluido, pode ser calculada. Estas forças são utilizadas no modelo de elementos finitos como uma força externa aplicada nas faces da fratura. A nova posição das faces da fratura é calculada e transferida novamente para o modelo de lattice-Boltzmann como condição de contorno. Este processo interativo fluido-estrutura permite modelar o processo de fraturamento hidráulico em trajetórias de propagação irregulares. / [en] This research addresses hydraulic fracturing or hydro-fracking, i.e. fracture propagation process in rocks through the injection of a fluid under pressure, which generates cracks in the rock that propagate according to the amount of fluid injected. This technique leads to an increase of the hydraulic transmissivity of the rock mass and, consequently, improves oil production. Several analytical and numerical models have been proposed to study this fracture mechanism, generally based in continuum mechanics or using interface elements through a known propagation path. In this work, the crack propagation is simulated using the PPR potential-based cohesive zone model[72] by means of an extrinsic implementation. Thus, interface cohesive elements are adaptively inserted in the mesh to capture the softening fracture process. The fluid pressure is simulated using the lattice Boltzmann model[84] through an iterative procedure. The boundaries of the crack, computed using the finite element method, are transferred to the lattice Bolztmann model as boundary conditions, where the fluid pressure (or fluid forces) applied on these boundaries, caused by the fluid injected, can be calculated. These forces are then used in the finite element model as external forces applied on the faces of the crack. The new position of the crack faces is then calculated and transferred to the lattice-Boltzmann model to update the boundary conditions. This feedback-loop for fluid-structure interaction allows modeling of hydraulic fracturing processes for irregular path propagation.

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