Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6158_1.pdf: 1507864 bytes, checksum: d8802eb70c5e7d2f9a8a434bb25b900b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nas últimas décadas presenciamos um grande avanço no desenvolvimento de modelos constitutivos elastoplásticos e elasto-viscoplásticos para materiais geomecânicos. Paralelamente, com o desenvolvimento dos métodos numéricos e dos ambientes computacionais foram propostas, a partir do método dos elementos finitos, várias técnicas discretas na integração das relações constitutivas que garantem convergência e satisfazazem as condições de consistência. Estas técnicas podem ser divididas em integração explícita e implícita. Neste trabalho serão implementados os métodos de integração de Euler Modificado e Runge-Kutta-Dormand-Price, ambos com controle de erro, formulados para sistemas de eauações ordinárias de segunda e quarta e quinta ordens, respctivamente, bem como o modelo viscoplástico de Perzyna. Serão feitas também comparações das performances entre estas técnicas onde, tanto o controle de erro quanto o tamanho de passo variável para cada ponto de integração, baseiam-se no tempo total de CPU para análise total e no número máximo de passos de integração durante qualquer incremento de deslocamento e para análise total. Serão ainda comparados os resultados de aplicação, às análises elastoplásticas e visco-elastoplásticas, dos métodos de integração implementados. As verificaçãoes entre os métodos são feitas a partir da aplicação dos critérios de Mohr Coulomb e Von Mises apresentam-se em três problemas, cuja simulação é feita por meio do código CODE_BRIGHT, utilizando o método dos elementos finitos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-24T17:25:46Z No. of bitstreams: 1 2014_MarcosAndradedeCarvalho.pdf: 2651204 bytes, checksum: 5c5a648331beed2c38da74138ddba438 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-29T11:13:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_MarcosAndradedeCarvalho.pdf: 2651204 bytes, checksum: 5c5a648331beed2c38da74138ddba438 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-29T11:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_MarcosAndradedeCarvalho.pdf: 2651204 bytes, checksum: 5c5a648331beed2c38da74138ddba438 (MD5) / Os materiais com comportamento viscoelástico e viscoplástico vêm gradativamenteatraindo interesse industrial e adquirindo maior espaço entre aplicações práticas taiscomo o uso de dissipadores de energia sísmica. Esse crescente interesse tem estimuladoo desenvolvimento de modelos e estratégias de modelagem computacional nesse tipo dematerial. Estes materiais se comportam de modos muito complexos, por isso éimportante fazer um estudo para tentar simular o seu comportamento o mais próximopossível da realidade. Nesse trabalho, apresenta-se um estudo numérico-analítico dealguns modelos reológicos viscoelásticos e viscoplásticos, cuja análise é feita tantoanaliticamente – resolução de EDO, quanto numericamente através do Método dasDiferenças Finitas. Neste estudo, toma-se como base tanto a representação integralquanto a representação diferencial para o desenvolvimento dos seguintes modelosreológicos: viscoelásticos (Maxwell, Kelvin e Boltzmann), elastoplástico (Modelo dePrandtl-Reuss) e viscoplásticos (modelos conjugados). O estudo apresenta uma análiseda sensibilidade da resposta reológica das tensões σ(t), deformações ɛ(t), função defluência específica D(t) e função de relaxação específica E(t), considerando trêsdiferentes tipos de solicitações mecânicas e utilizando os modelos reológicosunidimensionais. O MATLAB é usado na implementação dos algoritmos numéricos e nageração dos gráficos dos exemplos apresentados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Materials with viscoelastic and viscoplastic behavior have gradually attracting industrialinterest and getting more space between practical applications such as the use of seismicenergy sinks. This growing interest has stimulated the development of models andstrategies for computational modeling in this kind of material. These materials behavevery complex ways, so it is important to do a study to try to simulate their behavior asclose as possible to reality. In this work, we present a numerical and analytical study ofsome viscoelastic and viscoplastic rheological models, whose analysis is done bothanalytically - solving ODE, and numerically by Finite Difference Method. Here we usedboth the integral representation as a differential representation for the development ofthe following rheological models: viscoelastic (Maxwell, Kelvin and Boltzmann),Elastoplastic (Prandtl-Reuss) and viscoplastic (mixed models). The study presents ananalysis of the sensitivity of the rheological response of stress σ(t), strain ɛ(t), specificcreep function D(t) and specific relaxation function E(t) and three different types ofmechanical loads and using one-dimensional rheological models. MATLAB is used inthe implementation of numerical algorithms and the generation of the graphs of theexamples presented.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6523_1.pdf: 1507864 bytes, checksum: d8802eb70c5e7d2f9a8a434bb25b900b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nas últimas décadas presenciamos um grande avanço no desenvolvimento de modelos constitutivos elastoplásticos e elasto-viscoplásticos para materiais geomecânicos. Paralelamente, com o desenvolvimento dos métodos numéricos e dos ambientes computacionais foram propostas, a partir do método dos elementos finitos, várias técnicas discretas na integração das relações constitutivas que garantem convergência e satisfazazem as condições de consistência. Estas técnicas podem ser divididas em integração explícita e implícita. Neste trabalho serão implementados os métodos de integração de Euler Modificado e Runge-Kutta-Dormand-Price, ambos com controle de erro, formulados para sistemas de eauações ordinárias de segunda e quarta e quinta ordens, respctivamente, bem como o modelo viscoplástico de Perzyna. Serão feitas também comparações das performances entre estas técnicas onde, tanto o controle de erro quanto o tamanho de passo variável para cada ponto de integração, baseiam-se no tempo total de CPU para análise total e no número máximo de passos de integração durante qualquer incremento de deslocamento e para análise total. Serão ainda comparados os resultados de aplicação, às análises elastoplásticas e visco-elastoplásticas, dos métodos de integração implementados. As verificaçãoes entre os métodos são feitas a partir da aplicação dos critérios de Mohr Coulomb e Von Mises apresentam-se em três problemas, cuja simulação é feita por meio do código CODE_BRIGHT, utilizando o método dos elementos finitos

Orientador : Ana Maria Martinez Nazar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:44:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_Itamar_D.pdf: 6097680 bytes, checksum: 6a6cf82c53a196aa7d40e336f6ad5221 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Estuda-se, neste trabalho, a tenacidade i fratura, condições elasto-plásticas, das ligas de alumínio de alta em resistência do tipo Al-6Zn-2Mg-xCu - com três teores diferentes de cobre (1, 1,6 e 2,1% em peso), com alta pureza (baixos teores de Fe e Si), com zircônio como agente controlador de recristalização, com microestruturas similares (iguais grau de recristalização e tamanhos dos grãos recrista1izados e não recristalizados) e na forma de chapas finas (espessura de 6,4 mm) - em uma ampla faixa de comportamento mecânico obtida por variações no tempo de envelhecimento (de 1 até 300 h) à temperatura de 393 K (120°C). Verifica-se que essas ligas, nas condições estudadas, apresentam altos níveis de resistência mecânica associados a altos níveis de tenacidade à fratura e que os parâmetros de tenacidade à fratura JQ e dc são bastante sensíveis às variações do tempo de envelhecimento e teor de cobre. Com o aumento do tempo de envelhecimento há, para as ligas com 1,6 e 2,1% de cobre, diminuição bastante sensível de JQ e dc em toda a faixa de tempo estudada; para a liga com 1% de cobre, há diminuição, também bastante sensível, desses parâmetros nas regiões correspondentes ao sob envelhecimento e à máxima resistência, sendo que, para longos tempos de envelhecimento, há um nítido aumento nesses parâmetros. Nas três ligas, ainda com o aumento do tempo de envelhecimento, aumenta a tendência de ocorrência de "pop-in" e há, possivelmente como consequência disso, urna diminuição bastante sensível dos parâmetros de avaliação da resistência a propagação estável da trinca (dJ/da e módulo de rasgamento). Com o aumento do teor de cobre há diminuição sensível dos parâmetros JQ e dc. O parâmetro JIC se aplica muito bem nas condições correspondentes à máxima resistência e ao superenvelhecimento, apresentando um baixo nível de dispersão dos pontos (?a, J), em torno da curva R; o valor médio do índice de correlação desses pontos é 0,93, o que representa um bom nível de reprodutibilidade do ensaio JIC. Já o ensaio dc apesar de mais simples e menos trabalhoso, pode apresentar, por condição ensaiada, urna variação significativa. Verificou-se, ainda, que há urna relação bem definida entre os parâmetros JQ e dc sendo que, em média, a relação JQ / sy dc é 1,14. A espessura mínima, necessária à obtenção de JIC é da ordem de 14,6 vezes menor do que a necessária à obtenção de KIC. Por observação direta da superfície de fratura, do corpo de prova do ensaio JIC verificou-se que a região correspondente à "stretched zone" está razoavelmente contida dentro dos limites de valores estimados da largura dessa zona, através dos parâmetros JQ e dc / Abstract: This study deals with the elastic-plastic fracture toughness of sheet form (6.4 mm thickness) high strength aluminum alloys of the Al-6Zn-2Mg-xCu type - with three different copper content (1.0, 1.6 and 2.1 wt%), high purity (low Fe and Si content), with Zr as a recrystallization controlling agent and similar microstructures - in a wide interval of mechanica1 behavior obtained by varying the aging time (between 1 and 300 hours) at a temperature of 393 K (120°C). The results show, for these conditions, high mechanical strength associated with high fracture toughness and that the fracture toughness parameters JQ and ° are very sensitive to the aging time and copper content variation. For the alloys containing 1.6 and 2.1% Cu a continous decrease in JQ and dc with increasing aging times is observed; for the 1.0% Cu alloy decrease of JQ and dc is also observed for the under aging and maximum strength conditions but for long aging times these occurs an increase in these parameters. Pop-in behavior shows a tendency to increase for long aging times and is probably responsib1e for the very sensitive decrease of the parameters characterizing low crack propagation strength (dJ/da and tear modu1us). JQ and dc show a decrease with an in copper content. The JIC parameter can be well characterize the fracture thoughness of the alloys increase used to for the maximum strength and over aging conditions, showing a low level of scattering of the (?a, J) points in the R curve; the average correlation coefficient of these points is 0.93, indicating good reproductibility of the test resu1ts. The dc parameter, though less difficult to determine, can show some variation, depending on test condition. A close relationship between JQ and dc was observed; the average value of the ratio JQ / sy dc is 1.14. The minimum specimen thickness for JIC determination was seen to be about 14.6 times less than the minimum thickness for KIC determination. The observation of fracture surface of JIC specimens showed that the stretched zone width is in good accord with va1ues calcu1ated from JQ and dc values / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329553.pdf: 1039907 bytes, checksum: 09d116e1cc4ce76e6f182c074459feb8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os materiais poliméricos ocupam um espaço crescente na fabricação e projeto dos mais variados produtos tecnológicos. Particular ênfase tem sido dada ao desenvolvimento e concepção de materiais e componentes de alto desempenho mecânico, como os termoplásticos. Dentre estes, destacam-se os materiais biocompatíveis utilizados para a fabricação de diversos implantes em substituição aos implantes metálicos. Os implantes bioabsorvíveis proporcionam vantagens como a dispensação da remoção dos implantes, melhor qualidade da visualização em diagnósticos por imagens e rigidez compatível com a rigidez óssea. Aplicações deste tipo impulsionam uma forte demanda na capacidade de simulação e desenvolvimento de modelos adequados para a descrição do comportamento desses materiais frente a cargas elevadas acoplando diversos mecanismos dissipativos, como elastoplasticidade, viscoelasticidade, viscoplasticidade, dano, acoplamento termomecânico, sensibilidade à tensão hidrostática, etc. Este trabalho, tem como objetivo geral o estudo e implementação de duas abordagens para o modelo de Drucker-Prager, ambas restritas a pequenos giros e deformações. A primeira abordagem é clássica, com tratamento numérico baseado em algoritmos preditor-corretor. A segunda, proposta por Stainier (2011), é uma abordagem variacional que possui características para a obtenção de matriz tangente simétrica mesmo em casos de plasticidade não-associativa. Esta última abordagem foi revisada e a dedução da matriz tangente analítica finalizada. Ambos os modelos foram implementados em um código acadêmico de elementos finitos, o que permitiu a análise de um conjunto de exemplos que comprovam a consistência da aproximação.<br> / Abstract: Polymeric materials occupy a growing space in the design and manufacturing of various technological products. Particular emphasis has been given to the development and design of materials and high performance mechanical components, such as thermoplastics. Among these, it is worth mentioning the use polymeric biocompatible materials in the manufacture of implants and prostheses, substituting classical metallic ones. These type of applications stimulates the development of suitable models to describe the behavior of these materials. The aim of this work is the study and implementation of two approaches for the Drucker-Prager elastoplasticity model, both restricted to small strains and displacements. The first approach is classic, with numerical treatment based on predictor-corrector algorithms. The second is a variational approach which has the property of providing symmetrical matrix tangent even in cases of non-associative plasticity. This latter approach was reviewed and the deduction of analytical matrix tangent completed. Both models were implemented in an academic code of finite element which allowed the analysis of a set of examples showing consistency of the approximation

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T02:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279865.pdf: 1759107 bytes, checksum: c6adc3fb5d686d59c77ac3ecb59c7183 (MD5) / Neste trabalho, estuda-se um modelo de dano dúctil tridimensional baseado nos princípios da mecânica do contínuo, na hipótese de equivalência de deformação e no conceito de tensão efetiva, com base numa metodologia fundamentada na termodinâmica dos processos irreversíveis. Faz-se o acoplamento das teorias de elastoplasticidade e dano (modelo de Lemaitre) a fim de realizar uma simulação numérica da evolução do dano em estruturas, via Método dos Elementos Finitos (MEF). Postulados da mecânica do dano em meio contínuo foram utilizados buscando-se incorporar o dano como uma variável interna. Primeiramente utiliza-se uma variável de dano escalar isotrópica e posteriormente introduz-se a anisotropia na distribuição das micro-trincas, através do dano ortotrópico, representado por um tensor simétrico de segunda ordem. O código computacional desenvolvido é baseado no MEF e no modelo constitutivo de Lemaitre que é próprio para materiais metálicos, considerando-se um comportamento isotrópico do material, com encruamento isotrópico linear e critério de plastificação de von Misses. O algoritmo numérico correspondente à integração das equações constitutivas é baseado em uma etapa de previsão (estado elástico teste) e uma etapa de correção (estado corretor plástico/dano), sendo que a implementação da simulação numérica é realizada com a utilização do programa MATLAB. Apresentam-se o algoritmo de integração e mapeamento de retorno baseado no modelo constitutivo mencionado acima, bem como os resultados da análise numérica. / In this paper, a three-dimensional ductile damage model based on principles of continuum mechanics is analyzed. The hypothesis of strain equivalence and the concept of effective stress, according to a methodology based on the thermodynamics of irreversible processes govern the model. The theories of elastoplasticity and damage (Lemaitre model) are coupled to perform a numerical simulation of the evolution of damage in structures through the finite element method (FEM). Postulates of damage mechanics in solid medium are used to incorporate the damage as an internal variable of the model. An isotropic scalar damage variable is firstly used and later the anisotropy in the distribution of microcracks is introduced through the orthotropic damage which is represented by a second order symmetric tensor. The program developed is based on FEM and the constitutive model of Lemaitre is suitable for metallic materials, considering an isotropic material behavior with linear isotropic hardening and von Misses yield criteria. The corresponding numerical algorithm integrating the constitutive equations is based on a prediction step (elastic trial state) and a correction step (plastic/damage corrector state), and the implementation of the numerical simulation was performed using the MATLAB R. The algorithm for integration and mapping of return based on the constitutive model are presented, as well as the results of numerical analysis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:33:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 89785.pdf: 1764564 bytes, checksum: 0c33c107578191a14bc7fe253f4e3dbe (MD5) Previous issue date: 1993 / Neste trabalho apresenta-se uma formulação do tipo incremental-iterativa para análise geométrica e material de estruturas reticulares espaciais baseada no princípio da energia complementar, supondo-se que o material empregado seja homogêneo e elastoplástico-perfeito, que as seções transversais das vigas-colunas sejam duplamente simétricas e constantes ao longo do comprimento, que as rotações relativas sejam pequenas e que os carregamentos sejam aplicados nos nós. A matriz de rigidez tangente é deduzida explicitamente a partir de um princípio variacional misto-híbrido, sem empregar integração numérica ou funções de interpolação de deslocamentos. A simulação do comportamento elastoplástico é efetuada através de modificações introduzidas na matriz de rigidez tangente pelo método dos nós plásticos, no qual a plastificação é localizada nos nós dos elementos, obedecendo a critérios de plastificação generalizados. A fim de testar a eficiência deste método, são resolvidos numericamente alguns exemplos elásticos e elastoplásticos, sendo seus resultados comparados com os publicados na literatura.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:28:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:19:04Z : No. of bitstreams: 1 144612.pdf: 3701153 bytes, checksum: 88c3158666acefea5c9ddce759930c13 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 99776.pdf: 2337217 bytes, checksum: 50b3b8f3605103420611e871f3f74cf4 (MD5) Previous issue date: 1995 / Formulação e análise de problemas elastoplásticos de cascas utilizando o método dos elementos finitos. A teoria de cascas semi-espessas ou teoria de Mindlin-Reissner é utilizada, e aversão langrangiana atualizada do princípio variacional de Hill é adotada para o tratamento das não-linearidades dos tipos material e geométrica. O fenômeno de travamento é controlado utilizando a regra de subintegração uniforme e os modos espúrios decorrentes deste procedimento são estabilizados utilizando um operador projeção construído especialmente para este fim.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:48:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 107036.pdf: 3946207 bytes, checksum: e2417167e730b16494674996a1eee923 (MD5) Previous issue date: 1997 / O método dos elementos finitos é utilizado para a análise elasto-plástica de placas semi-espessas sujeitas a grandes deflexões. Na formulação do problema, é utilizado o princípio variacional de Hill na sua forma lagrangeana atualizada, uma vez que o mesmo tem se mostrado eficiente no modelamento de problemas com materiais elastoplásticos, com encruamento isotrópico. O comportamento elasto-plástico das placas estudadas é modelado utilizando-se o critério de escoamento de von Mises e a regra de fluxo associada a função de escoamento de von Mises. O tensor incremento co-rotacional de Kirchhoff é empregado na formulação, devido à sua característica de invariância com as rotações e deslocamentos de corpo rígido e ainda por garantir a simetria da matriz de rigidez. O elemento finito obtido a partir desta formulação é o lagrangeano quadrilateral de 9 nós. Objetivando evitar uma excessiva rigidez ou mesmo o travamento (locking) da estrutura, utilizou-se a técnica de integração reduzida seletiva de termos da matriz de rigidez do elemento, provenientes da consideração da deformação cisalhante transversal. A integração ao longo da espessura do elemento é calculada numericamente através da regra de quadratura de Gauss-Lobatto, a qual representa melhor o processo de plastificação. Este elemento finito de placa semi-espessa é utilizado na resolução de vários problemas não-lineares elastoplásticos de placas e os resultados obtidos são apresentados e comparados com soluções analíticas e numéricas disponíveis na literatura.