FREITAS, F. A. C. Modelagem da formação e propagação de trincas em misturas betuminosas através do método dos elementos finitos. 2002. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002. / Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-24T18:53:45Z No. of bitstreams: 1 2002_dis_facfreitas.pdf: 3621015 bytes, checksum: 8fab56916331e610da9479553c6357f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-28T13:11:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2002_dis_facfreitas.pdf: 3621015 bytes, checksum: 8fab56916331e610da9479553c6357f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-28T13:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2002_dis_facfreitas.pdf: 3621015 bytes, checksum: 8fab56916331e610da9479553c6357f1 (MD5) Previous issue date: 2002-12 / Cracking in the asphaltic layers has been pointed out as the major pavement distress in Brazilian roadways. Typically, no consideration for the material heterogeneity has been given on previous studies. This work presents a numerical method of analysis, based on the theoryof fracture mechanics, in which the asphaltic mixture is considered heterogeneous. The binder and the aggregates are treated as separate elements. The simulations performed can be verified and calibrated with simple and conventional laboratory tests. The study investigates crack formation and evolution under monotonic loading. Nevertheless, it also outlines a new method of analysis for fatigue of asphaltic mixtures. It is also discussed the use of a multiscale methodology, in which the damage due to cracking in the local scale can be considered in a global analysis at the actual pavement scale. / O trincamento das camadas asfálticas de revestimento (capa e binder) em pavimentos flexíveis é apontado como o principal defeito das rodovias brasileiras. Estudos experimentais e numéricos sobre este fenômeno vêm sendo realizados considerando o material como homogêneo. Este trabalho apresenta uma abordagem numérica baseada na Teoria da Mecânica da Fratura na qual considera-se a heterogeneidade do material, sendo o ligante e os agregados tratados separadamente. As simulações realizadas são verificadas e calibradas através de ensaios laboratoriais simples e convencionais. O estudo trata da formação e propagação de trincas sob carregamentos monotônicos e aponta para uma nova forma de simulação do fenômeno de fadigade misturas. É ainda discutida a utilização de uma abordagem multi -escala, na qual o dano observado na forma da propagação de trincas na escala local pode ser considerado numa escala global compatível com o pavimento real.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-26T19:10:27Z No. of bitstreams: 1 2017_IagoFreitasdeAlmeida.pdf: 3068566 bytes, checksum: 33218968e733b9c871c8db5345656e57 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-29T23:21:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_IagoFreitasdeAlmeida.pdf: 3068566 bytes, checksum: 33218968e733b9c871c8db5345656e57 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T23:21:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_IagoFreitasdeAlmeida.pdf: 3068566 bytes, checksum: 33218968e733b9c871c8db5345656e57 (MD5) Previous issue date: 2017-05-29 / Esta dissertação tem como objetivo formular e implementar meta modelos polinomiais e funções de base radial para quantificação de incerteza de fenômenos selecionados da mecânica da fratura e fadiga. Na mecânica da fratura, meta modelos com amostragens de Sequência de Sobol e Hipercubo Latino foram utilizados para análise da taxa de liberação de energia de uma placa de concreto com uma trinca semielíptica e com envelhecimento viscoelástico do material. Já para a análise da fadiga, meta modelos com amostragens Hipercubo Latino, Sequência de Sobol e Experimento Fatorial foram considerados para o número de ciclos de vida à fadiga do material. Foi proposto também um algoritmo que incorpora simulação de Monte Carlo no meta modelo capaz de considerar variáveis normais e não normais para quantificação da incerteza. Os resultados obtidos comprovam a eficiência e acurácia dos modelos tanto em superfícies polinomiais como nos modelos com funções de base radial. Ademais, os meta modelos conseguem fornecer resultados com boa precisão ao dos modelos de referência dados pela literatura com um número de amostras reduzidas para construção do meta modelo. / This research aims to formulate and implement polynomial and radial basis function metamodels for uncertainty quantification in selected fracture mechanics and fatigue problems. In fracture mechanics, metamodels with samples of Latin Hypercube and Sobol Sequence were used to analyze the energy release rate of a concrete slab with a semielliptical crack and with material viscoelastic aging. For the analysis of fatigue, metamodels with samples of Latin Hypercube, Sobol Sequence and Factorial Design were considered for the number of life cycles in fatigue of the material. It was also proposed an algorithm that incorporates Monte Carlo simulation in metamodels capable of considering normal and non-normal variables for the uncertainty quantification. The results obtained proved the efficiency and accuracy of the models in polynomial surfaces and in radial basis functions models. In addition, the metamodels could provide results with good precision to the reference models of the literature with a reduced number of samples to construct the metamodel.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-10-03T00:42:44Z No. of bitstreams: 1 2006_Maura Angelica Milfont Shzu.pdf: 1603849 bytes, checksum: 55af680fd12eb37414038c3d2a40c0a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-19T00:07:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Maura Angelica Milfont Shzu.pdf: 1603849 bytes, checksum: 55af680fd12eb37414038c3d2a40c0a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-19T00:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Maura Angelica Milfont Shzu.pdf: 1603849 bytes, checksum: 55af680fd12eb37414038c3d2a40c0a1 (MD5) Previous issue date: 2006-04 / O concreto é um material quase-frágil e heterogêneo, e esta característica é favorável ao surgimento de fissuras que podem se propagar com o tempo em estruturas submetidas a um carregamento. Vários avanços da teoria da mecânica da fratura aplicada ao concreto já foram conseguidos. Atualmente, existem três modelos básicos de diagramas constitutivos utilizados para a simular o comportamento do concreto: o linear, o bi-linear e o não linear. Vários pesquisadores utilizaram estes modelos para uma análise comparativa, dentre eles destacam-se, Petersson (1981), Rots et al (1985), Cornelissen et al (1986), Horii (1988), Jefferson e Wright (1991), Gopalaratnam e Ye (1991), Planas e Elices (1991), Guinea et al(1994), Li e Bazant (1994), Ali (1996) e Alfaiate et al (1997). No entanto, aqui, estes modelos constitutivos são usados sob uma abordagem ainda não explorada. Diferentes valores de deformações críticas são considerados e duas metodologias para a representação da heterogeneidade do concreto são apresentadas e comparadas neste trabalho. Objetiva-se, portanto, avaliar os resultados obtidos por cada análise, enfocando os aspetos dinâmicos do processo da propagação de fissuras em vigas de concreto. Alguns exemplos são avaliados e discutidos, possibilitando, através dos estudos conduzidos, o conhecimento do comportamento da propagação da fissura ao longo do tempo e a influência das formas dos diagramas constitutivos aplicadas ao concreto sobre os resultados obtidos. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The concrete is a quasibrittle and heterogeneous material. These attributes are favourable to arise cracks that could propagate with time in a loaded structures. Some advances of the fracture mechanics theory applied to concrete have been already achieved. Nowadays, there are three basics models of constitutive diagrams used to simulate the concrete behaviour under crack propagation: the linear, bi-linear and non linear shapes. Several researchers used theses models for a comparative analysis, which are, Petersson (1981), Rots et al (1985), Cornelissen et al (1986), Horii (1988), Jefferson e Wright (1991), Gopalaratnam e Ye (1991), Planas e Elices (1991), Guinea et al (1994), Li e Bazant(1994), Ali (1996) e Alfaiate et al (1997). Though, these constitutive models are used, here, for an analysis that hadn’t been discussed yet. Differents values of critical deformations are consider and two methodologies for the simulation of the concrete heterogeneity are presented and compared in this work. The propose is to evaluate the results obtained by each analysis, emphasizing the dynamic aspects of crack propagation in concrete beams. Some examples are evaluated and discussed, allowing, through the analyses carried out, the knowledge of the behaviour of the crack propagation and the influence of the constitutive law applied to concrete on results obtained.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-01T19:16:33Z No. of bitstreams: 1 2009_BraitnerLobatodaSilva.pdf: 1567955 bytes, checksum: 9fa0fbdae0bb50b49dabff832270fe11 (MD5) / Rejected by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com), reason: Abstract errado. on 2010-03-03T00:14:21Z (GMT) / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-03T17:39:04Z No. of bitstreams: 1 2009_BraitnerLobatodaSilva.pdf: 1567955 bytes, checksum: 9fa0fbdae0bb50b49dabff832270fe11 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-03-03T23:15:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_BraitnerLobatodaSilva.pdf: 1567955 bytes, checksum: 9fa0fbdae0bb50b49dabff832270fe11 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-03T23:15:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_BraitnerLobatodaSilva.pdf: 1567955 bytes, checksum: 9fa0fbdae0bb50b49dabff832270fe11 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho propõe uma estratégia numérico-experimental para determinar o valor do limiar de propagação de trincas, DKth , importante parâmetro da mecânica da fratura. Em particular, o Método do Ponto e o Método da Linha foram usados em conjunto com a resistência à fadiga de corpos com e sem entalhe permitindo formular uma metodologia híbrida para predição de fratura. A fim de checar a precisão da estratégia proposta, 40 conjuntos de dados experimentais foram selecionados a partir da literatura disponível para vários materiais metálicos. O valor do limiar de propagação de trincas foi predito através do pós-processamento dos resultados da análise linear-elástica em Elementos Finitos. As análises mostraram uma estreita relação entre as predições e os dados experimentais. Em particular, esta estratégia permitiu predições dentro de um intervalo de erro de ±20%, independente da forma do corpo de prova. Os resultados obtidos mostraram que raio de entalhe menor que 1 mm e coeficiente adimensional (raio do entalhe / dimensão associada à seção transversal) menor ou igual a 0,01 são mais indicados pois apresentam menor tendência de erro. Além disso, o Método da Linha prevê estimativas mais conservadoras que o Método do Ponto. Por fim, propriedades de fadiga em conjunto com a Teoria da Distância Crítica podem ser usadas para predizer parâmetro de mecânica da fratura e serem usadas em situações de interesse prático, reduzindo o tempo e o custo de projeto. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work proposes a numerical-experimental strategy to determine the threshold of the stress intensity factor, DKth , an important parameter of fracture mechanic. In particular, Point Method and Line Method were used in conjunction with the notched and unnotched fatigue limits allowing the formulation of a fracture prediction methodology. In order to check the accuracy of the proposed strategy, 40 sets of experimental data were selected from the technical literature for several metallic materials. The threshold of the stress intensity factor value was predicted by post-processing the results of linear-elastic Finite Element Analysis. The performed analyses showed a sound agreement between predictions and experimental data. In particular, the obtained estimations were found to be accurate within an error interval about ±20%, regardless the specimen geometrical feature. The obtained results show that a notch root radius smaller than 1 mm and a geometrical relation (notch root radius / net cross section) smaller or equal to 0.01 are more indicated. Moreover, the Line Method gives more conservative predictions than the Point Method. Finally, the fatigue properties in conjunction with linear-elastic Theory of Critical Distances can successfully be used to predict the threshold of the stress intensity factor in situations of practical interest, reducing the time and costs of the design process.

Orientador: Jose Luiz Antunes O. e Sousa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T22:01:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AntonioCarlosdos_M.pdf: 10310015 bytes, checksum: 6794820c47a49ade50de3b3d295c7986 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se uma metodologia para a detenninação da tenacidade ao fraturamento (K1c)do material concreto, através de ensaio de tração com velocidade controlada em corpos de prova do tipo "short-rod", baseando-se em recomendações da ISRM. No decorrer do trabalho, elaboraram-se projetos de fôrmas para confecção dos corpos de prova, assim como um procedimento para cura e desforma dos mesmos, além de um sistema de aplicação de carga para simular o fraturamento no modo I. Foram ensaiados 72 corpos de prova do tipo "short-rod" para a detenninação de K1c,em quatro grupos de 18 corpos de prova, com distintos traços de concreto variando-se a resistência e tamanho dos agregados graúdos. Cada grupo foi dividido em três partes iguais, ensaiadas em idades diferentes. Simultaneamente ensaiaram-se corpos de prova cilíndricos para a detenninação da resistência à compressão e a resistência à tração. A metodologia adotada se mostrou adequada para a detenninação da tenacidade ao fraturamento do concreto. Os resultados obtidos indicaram dependência da tenacidade ao fraturamento em relação ao tamanho do agregado graúdo, à resistência à compressão e à idade do concreto / Mestrado / Estruturas

As propriedades mecânicas e metalúrgicas de uma junta soldada devem ser minuciosamente estudadas para que se possa qualificá-la para aplicação em engenharia. Assim, com o desenvolvimento de novos processos de soldagem torna-se necessário um estudo detalhado para determinação destas propriedades. Este é o caso da soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (Friction Stir Welding) em que, ao contrário das outras técnicas convencionais, a temperatura de fusão do material não é atingida durante o processo. Com isto, vários problemas que são relacionados às altas temperaturas desaparecem e, além disto, excelentes propriedades mecânicas são atingidas. Neste trabalho buscou-se verificar a influência de dois tratamentos térmicos (T 4 e T6) aplicados à liga de alumínio AA6056 soldada Fricção e Mistura Mecânica, principalmente nas diferentes regiões resultantes deste processo (zona termomecanicamente afetada, zona termicamente afetada e centro da solda). Para isto foram realizadas metalografias, ensaios de microdureza e ensaio de tenacidade à fratura em cada região. Os resultados indicam que o envelhecimento artificial altera a microdureza, mas não aumenta a tenacidade à fratura. Caso este envelhecimento for aplicado, recomenda-se fazê-lo antes do processo de soldagem para atingir uma maior tenacidade. / The mechanical and metallurgical properties of welded materiais must be completely understood to qualify it application. The development of new welding techniques requires a detailed study to determine it properties. This is the case of friction stir welding method (FSW) where the melting temperature is not reached in the weld zone in opposite of other conventional welding processes. The consequence is the disappearance of many problems related to high temperature and excellent mechanical properties. The aim of this work is to determine the influence of the T4 and T6 conditions in the fracture toughness of AA6065 aluminium alloy friction-stir welded, especially in the different zones resulting from the process (thermomechanically affected zone - TMAZ, heat affected zone - HAZ and nugget. The results indicate that the artificial aging modifies the properties but does not result in higher fracture toughness. lf T6 heat treatment is necessary it should be done prior to the welding process to achieve higher fracture toughness.

A ocorrência de fraturas dúcteis propagantes em dutos para transporte de CO2 supercrítico é um aspecto que deve ser considerado no projeto e operação de sistemas de recuperação avançada de petróleo utilizando CO2. Os métodos disponíveis para determinação da tenacidade para interrupção intrínseca destas fraturas são revisados, destacando-se as suas limitações e os procedimentos experimentais existentes para averiguação deste parâmetro. São apresentadas informações relativas ao projeto de crack arrestors e particularidades de dutos submarinos. Este fenômeno depende fundamentalmente de aspectos da descompressão das misturas de CO2 transportadas, que são também analisados. Com o objetivo de verificar se os materiais usualmente utilizados em linhas de transporte de gás natural possuem propriedades mecânicas que garantam controle de fraturas dúcteis propagantes em dutos de transporte de CO2 supercrítico, os métodos Battelle e HLP foram aplicados para a determinação da energia Charpy mínima para interrupção da propagação da fratura em dutos construídos nos aços API 5L graus B, X65, X70 e X80, com diâmetros entre 150 e 310mm e espessuras entre 17 e 32mm. Considerouse pressão de saturação máxima de 10,2MPa. Verificou-se que, na faixa analisada, dutos construídos em aço grau B podem possuir energia Charpy mínima superior às especificações mínimas das normas de fabricação. Esse material apresenta também uma maior sensibilidade ao nível da pressão de interrupção que os demais. Foi apresentado um critério alternativo para controle de fraturas através da limitação da velocidade de propagação da fratura a uma fração da velocidade de descompressão do CO2 sob elevado nível de pressão. Este critério é recomendado para materiais com propriedades mecânicas mais elevadas, por exemplo, a partir do grau X80. / The occurrence of ductile propagating fractures in pipelines for supercritical CO2 transportation is an aspect which must be considered on design and operation of CO2- enhanced oil recovery systems. The existing methods to calculate the material toughness for fracture arrest and their limitations are reviewed. It was presented experimental methods used for arrest toughness determination as well as aspects related to crack arrestor design and subsea CO2 pipelines. The decompression behavior of the transported CO2 streams is also analyzed. In order to check whether the materials usually required for natural gas pipelines have suitable mechanical properties to promote fracture arrest in CO2 pipelines, Battelle and HLP methods were employed. Minimum Charpy energy values for fracture arrest were determined for pipelines of API 5L grades B, X65, X70 and X80, with diameters between 150 and 310mm and wall thicknesses of 17 to 32mm. The higher saturation pressure considered was 10,2MPa. It was ascertained that pipelines of API 5L grade B may have a minimum fracture arrest Charpy energy higher than minimum standard requirements within the analyzed range. Fracture arrest in this material is also more sensitive to the arrest pressure than the other steel grades considered. It was presented an alternative criterion for fracture arrest based on limitation of the fracture propagation velocity to a certain percentage of the stream decompression velocity in a high pressure level. This criterion is recommended for pipelines made of materials with higher mechanical properties, for instance grade X80 or higher.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016.

A ocorrência de fraturas dúcteis propagantes em dutos para transporte de CO2 supercrítico é um aspecto que deve ser considerado no projeto e operação de sistemas de recuperação avançada de petróleo utilizando CO2. Os métodos disponíveis para determinação da tenacidade para interrupção intrínseca destas fraturas são revisados, destacando-se as suas limitações e os procedimentos experimentais existentes para averiguação deste parâmetro. São apresentadas informações relativas ao projeto de crack arrestors e particularidades de dutos submarinos. Este fenômeno depende fundamentalmente de aspectos da descompressão das misturas de CO2 transportadas, que são também analisados. Com o objetivo de verificar se os materiais usualmente utilizados em linhas de transporte de gás natural possuem propriedades mecânicas que garantam controle de fraturas dúcteis propagantes em dutos de transporte de CO2 supercrítico, os métodos Battelle e HLP foram aplicados para a determinação da energia Charpy mínima para interrupção da propagação da fratura em dutos construídos nos aços API 5L graus B, X65, X70 e X80, com diâmetros entre 150 e 310mm e espessuras entre 17 e 32mm. Considerouse pressão de saturação máxima de 10,2MPa. Verificou-se que, na faixa analisada, dutos construídos em aço grau B podem possuir energia Charpy mínima superior às especificações mínimas das normas de fabricação. Esse material apresenta também uma maior sensibilidade ao nível da pressão de interrupção que os demais. Foi apresentado um critério alternativo para controle de fraturas através da limitação da velocidade de propagação da fratura a uma fração da velocidade de descompressão do CO2 sob elevado nível de pressão. Este critério é recomendado para materiais com propriedades mecânicas mais elevadas, por exemplo, a partir do grau X80. / The occurrence of ductile propagating fractures in pipelines for supercritical CO2 transportation is an aspect which must be considered on design and operation of CO2- enhanced oil recovery systems. The existing methods to calculate the material toughness for fracture arrest and their limitations are reviewed. It was presented experimental methods used for arrest toughness determination as well as aspects related to crack arrestor design and subsea CO2 pipelines. The decompression behavior of the transported CO2 streams is also analyzed. In order to check whether the materials usually required for natural gas pipelines have suitable mechanical properties to promote fracture arrest in CO2 pipelines, Battelle and HLP methods were employed. Minimum Charpy energy values for fracture arrest were determined for pipelines of API 5L grades B, X65, X70 and X80, with diameters between 150 and 310mm and wall thicknesses of 17 to 32mm. The higher saturation pressure considered was 10,2MPa. It was ascertained that pipelines of API 5L grade B may have a minimum fracture arrest Charpy energy higher than minimum standard requirements within the analyzed range. Fracture arrest in this material is also more sensitive to the arrest pressure than the other steel grades considered. It was presented an alternative criterion for fracture arrest based on limitation of the fracture propagation velocity to a certain percentage of the stream decompression velocity in a high pressure level. This criterion is recommended for pipelines made of materials with higher mechanical properties, for instance grade X80 or higher.

As propriedades mecânicas e metalúrgicas de uma junta soldada devem ser minuciosamente estudadas para que se possa qualificá-la para aplicação em engenharia. Assim, com o desenvolvimento de novos processos de soldagem torna-se necessário um estudo detalhado para determinação destas propriedades. Este é o caso da soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (Friction Stir Welding) em que, ao contrário das outras técnicas convencionais, a temperatura de fusão do material não é atingida durante o processo. Com isto, vários problemas que são relacionados às altas temperaturas desaparecem e, além disto, excelentes propriedades mecânicas são atingidas. Neste trabalho buscou-se verificar a influência de dois tratamentos térmicos (T 4 e T6) aplicados à liga de alumínio AA6056 soldada Fricção e Mistura Mecânica, principalmente nas diferentes regiões resultantes deste processo (zona termomecanicamente afetada, zona termicamente afetada e centro da solda). Para isto foram realizadas metalografias, ensaios de microdureza e ensaio de tenacidade à fratura em cada região. Os resultados indicam que o envelhecimento artificial altera a microdureza, mas não aumenta a tenacidade à fratura. Caso este envelhecimento for aplicado, recomenda-se fazê-lo antes do processo de soldagem para atingir uma maior tenacidade. / The mechanical and metallurgical properties of welded materiais must be completely understood to qualify it application. The development of new welding techniques requires a detailed study to determine it properties. This is the case of friction stir welding method (FSW) where the melting temperature is not reached in the weld zone in opposite of other conventional welding processes. The consequence is the disappearance of many problems related to high temperature and excellent mechanical properties. The aim of this work is to determine the influence of the T4 and T6 conditions in the fracture toughness of AA6065 aluminium alloy friction-stir welded, especially in the different zones resulting from the process (thermomechanically affected zone - TMAZ, heat affected zone - HAZ and nugget. The results indicate that the artificial aging modifies the properties but does not result in higher fracture toughness. lf T6 heat treatment is necessary it should be done prior to the welding process to achieve higher fracture toughness.