The phenomena studied in Fracture Mechanics can be observed either in Nature,
the most sophisticated systems or ordinary structures. As a consequence, Engineers
need to be alert for investigating the variety of complex mechanisms, related with
fracture processes, which are capable of appearing in these systems. The possibility of
failure is a real premise has to be considered not only in the design of structures, but
also throughout their life. Undoubtedly, in this context Fracture Mechanics should be
used to carry out prognostics of potential crack propagation patterns, verifying if there
exists or not risk of keeping a structure in service usage. An alternative formulation
widely applied to simulate fracture behavior is the Cohesive Zone Modeling (CZM)
approach. It is a scientific branch of Fracture Mechanics originally proposed by
Barenblatt (1959, 1962) and Dugdale (1960), and which after Xu and Needleman s
works (1993, 1994) has acquired a great acceptance in scientific community. For this
reason, the present work employs Xu and Needleman s model to simulate dynamic
crack propagation in brittle materials, introducing the Software for Simulation of
Dynamic Cohesive Fracture (DyCOH), which is based on Object-Oriented
Programming (OOP) paradigm for facilitating future reuse and extension of
implemented code. Using DyCOH software two numerical applications are shown.
First, for verification purpose, the classical Xu and Needleman s problem is simulated
and the response of DyCOH is compared with literature results. Second, for didactic
aspiration, a simpler problem is studied in order to understand the influence of loading
speed on fracture patterns of a tie-bar. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os fenômenos estudados pela Mecânica da Fratura podem ser observados na
própria Natureza, em sistemas de altíssimo padrão tecnológico, bem como em estruturas
mais tradicionais. Dessa forma, os engenheiros devem estar alerta para investigar a
variedade de mecanismos complexos, relacionados aos processos de fratura, que podem
surgir nesses sistemas. Nesse sentido, a possibilidade de falha precisa ser encarada
como uma premissa real a ser observada não somente nas etapas de projeto, mas durante
toda vida útil das estruturas. Sem dúvida, para auxiliar nessa tarefa, a Mecânica da
Fratura pode ser utilizada através da realização de prognósticos dos potenciais padrões
de propagação de trincas, verificando a existência ou não de risco de manter
determinada estrutura em serviço. Uma formulação alternativa que vem sendo
amplamente empregada para a simulação do comportamento a fratura é a de Modelos de
Zona Coesiva. Estes formam um ramo da Mecânica da Fratura originalmente proposto
por Barenbllat (1959, 1962) e Dugdale (1960), e que depois dos trabalhos de Xu e
Needleman (1993, 1994) tem recebido uma grande aceitação no meio científico. Assim
sendo, o presente trabalho emprega o modelo coesivo de Xu e Needleman para
simulação da propagação dinâmica de fraturas em matérias frágeis, dando início a
construção do DyCOH (Software for Simulation of Dynamic Cohesive Fracture ). Este é
concebido com base nos conceitos de programação orientada a objetos, visando facilitar
o reuso e a extensibilidade do código base. Através do DyCOH, duas aplicações
numéricas são realizadas. Na primeira, o problema clássico de Xu e Needleman é
simulado e os resultados obtidos pelo DyCOH são comparados com os disponíveis na
literatura técnica, de forma a realizar a verificação numérica do código. No segundo, um
problema mais simples é estudado com objetivo de entender a influência da velocidade
de aplicação do carregamento no padrão de fraturamento de um tirante, permitindo
observar a capacidade do DyCOH em reproduzir um exemplo mais didático.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/380 |
| Date | 06 September 2007 |
| Creators | Amorim, José Adeildo de |
| Contributors | Ramos Júnior, Adeildo Soares, RAMOS JÚNIOR, A. S., Lages, Eduardo Nobre, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782702P7&dataRevisao=null, Creus, Guillermo Juan, CREUS, G. J., Barbirato, João Carlos Cordeiro, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780467E7&dataRevisao=null |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, BR, Estruturas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/380/1/Dissertacao_JoseAdelinodeAmorim_2007.pdf, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/380/2/Dissertacao_JoseAdelinodeAmorim_2007.pdf.txt |
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