Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-22T13:41:17Z
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Previous issue date: 2018-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF). / O principal objetivo deste trabalho consiste em desenvolver um procedimento para problemas multiescala usando o Método dos Elementos de Contorno (MEC) para determinar o módulo de Young efetivo de um Ferro Fundido Nodular GGG-40. Todas as rotinas foram escritas usando o MEC como método numérico, devido a suas principais caracteríscas as quais fazem com que seja uma ferramenta adequada para modelagem multiscala de materiais. Foram usados procedimentos completos para a caracterização das propriedades mecânicas do GGG-40. Procedimentos de Microtomografia e Micro-indentação (dureza Vickers) também foram usados para determinar a morfologia dos nódulos de grafita e o módulo de Young, respectivamente. Para o procedimento de homogeneização foram analisados vários modelos em 2D e 3D, considerando a gemetria real e sintética dos nódulos de grafita. A malha do MEC foi gerada através das imagens adquiridas por microtomogragia computarizada por Raios X, o que permitiu modelar a morfologia real dos nódulos de grapita. O módulo de Young efetivo obtido através do procedimento de homogenização para cada modelo foi comparado com os obtidos por ensaio de tração. Finalmente, a metodologia proposta foi adaptada para homogenização multiescala para problemas de viscoelasticidade. Para efeito de comparação e validação foram usados dados reportados em literatura. A análise multiescala acoplada ao MEC mostrou ser uma metodologia numérica eficiente para problemas de micromecânica de materiais heterogêneos. / The main goal of this work relies on developing a novel for multiscale methodology using the Boundary element Method (BEM) for determining the effective Young’s modules of a GGG-40 Nodular Cast Iron (NCI). All routines were written using the BEM as numerical method, due to its main features that makes this a suitable tool for modeling multiscale materials. Full experimental procedures for characterizing the mechanical properties were used for GGG-40. Computational X-ray Microtomography (Micro-CT) and Microindentation (Vickers Hardness) tests were also used to determine the morphology of the graphite’s nodules and the Yong’s module, respectively. For the homogenization procedure several models, such as 2D and 3D, considering the real and synthetic geometry of the graphite´s nodules were analyzed. The resulted effective young’s modules from each one were compared. The BEM mesh was generated through the images acquired by Micro-CT, which allowed modeling the real morphology of the graphite’s nodule. The effective Young’s modules obtained through a homogenization procedure for each model were compared with those obtained from tensile tests. Finally, the purposed methodology herein was adapted for a multiscale homogenization for viscoelasticity problems. Geometric data parameters reported in the literature were used for comparison and validation. The multiscale analysis coupled with the BEM showed to be an efficient numerical methodology for micro mechanical problems of heterogeneous materials.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/31248 |
| Date | 18 August 2017 |
| Creators | Betancur Arroyave, Adrián Alberto |
| Contributors | Anflor, Carla Tatiana Mota |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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