[pt] O surgimento de trincas em projetos estruturais tem sido um problema para
engenharia por algumas décadas, e uma das áreas onde este tópico é amplamente
estudado é em aeronaves comerciais. Vários acidentes ocorreram nas últimas
décadas devido ao aparecimento de uma trinca em aeronaves comerciais, e por essa
razão o estudo da mecânica da fratura é tão importante para este campo da
engenharia. Um componente estrutural é tolerante a danos se puder sustentar com
segurança o comprimento crítico a trincas até que seja reparado ou sua vida
econômica expire. Enrijecedores ou reforçadores têm a função principal de
melhorar a resistência e estabilidade dessas estruturas e fornecer um meio de
desacelerar ou parar a propagação de trincas em contenções nucleares, reatores,
viadutos, edifícios altos, aeronaves, cascos de navios, pontes e estruturas offshore.
Analisando o fator de intensidade de tensão e como o comportamento de uma folha
com e sem reforços é diferente são alguns dos problemas estudados neste trabalho.
O fator de intensidade de tensão (FIT), é um parâmetro que descreve a intensidade
do campo de tensão singular, foi usado com sucesso para estimar a resistência à
fratura e taxas de propagação de trinca por fadiga em situações em que as
suposições de elasticidade são válidas. Neste trabalho, o FIT foi obtido para placas
com reforços colados e rebitados, com base no método dos elementos finitos (MEF)
utilizando elementos quarter point por meio de simulações realizadas no software
ABAQUS. Forças no rebite foram calculadas para uma trinca com rebites e
longarinas espaçadas uniformemente. Os resultados apresentados são comparados
com os valores encontrados na literatura por meio de gráficos e mostram que o FIT
é significativamente menor do que para uma folha não enrijecida para os casos de
reforço estudados. / [en] The emergence of fractures in structural designs has been a problem for
engineering for some decades, and one of the areas where this topic is widely
studied is in commercial aircraft. Several accidents have occurred in the last
decades due to the appearance of a fracture in commercial aircraft, and for this
reason the study of fracture mechanics is so important for this field of engineering.
A structural component is tolerant of damage if it can safely sustain critical length
fractures until it is repaired or its economic life has expired. Reinforcers or stiffeners
have the main function of improving the resistance and stability of these structures
and providing a means of decelerating or stopping the propagation of fractures in
nuclear containments, reactors, viaducts, tall buildings, aircraft, ship hulls, bridges
and offshore structures. Analyzing the stress intensity factor and how the behavior
of a sheet with and without stiffeners is different are some of the issues studied in
this work. The stress-intensity factor (SIF), a parameter that describes the intensity
of the singular stress field, has been used successfully to estimate fracture strength
and fatigue crack growth rates in situations where the assumptions of linear
elasticity are valid. In this work, the SIF was obtained for plates with adhesive and
riveted reinforcements, based on the finite element method (FEM) using quarterpoint elements through simulations carried out in the ABAQUS software. Forces in
the rivet were calculated for a crack with riveted and evenly spaced stringers. The
complete results presented are compared with values found in the literature through
graphs. The results show that the stress intensity factor for the hardened sheet is
significantly lower than for an un-hardened sheet for both studied stiffener cases.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:59722 |
| Date | 23 June 2022 |
| Creators | VITOR LIMA MESQUITA |
| Contributors | LUIZ CARLOS WROBEL |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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