[pt] Este trabalho tem como objetivo principal a aplicação do
método híbrido dos elementos de contorno a problemas da
mecânica da fratura linearmente elástica. São apresentados
os desenvolvimentos de várias formulações e os principais
aspectos das implementações computacionais referentes a
cada uma delas.
A consistência mecânica do método híbrido dos
elementos de contorno facilita sobremaneira a compreensão
dos diversos fatores envolvidos em sua aplicação à mecânica
da fratura. Isto ocorre porque o apelo físico do método
garante a interpretação adequada dos problemas presentes na
análise dos mais diversos fenômenos da mecânica do contínuo.
A contribuição mais relevante deste trabalho
consiste na determinação de maneira rápida e direta do
fator de intensidade de tensão em estruturas bidimensionais
da elasticidade plana. Os efeitos de abertura e
deslizamento das faces da trinca são considerados a partir
da introdução de uma solução fundamental hipersingular,
cujo entendimento físico é facilitado devido à consistência
variacional do método híbrido.
É proposta a utilização de uma função de Green,
referente à série de Williams, nos nós do modelo estrutural
correspondentes às pontas das trincas. Esta sistemática
introduz os fatores de intensidade de tensão, modos I e II,
como incógnitas do problema, sendo obtidos a partir da
resolução do sistema de equações provenientes do método.
Durante todo o desenvolvimento, são mostrados
vários exemplos que validam e comprovam a aplicabilidade
das formulações propostas, demonstrando a potencialidade do
método quando aplicado à mecânica da fratura. / [en] Aim of this work is the application of the hybrid boundary
element method to problems of the linear elastic fracture
mechanics. Several formulations are introduced and the most
relevant aspects of computational implementation are
discussed. The mechanical consistency of the hybrid
boundary element method enables the adequate mathematical
description of the stress field related to a cracked
continuum. The main attempt of this dissertation is to
develop a computationally simples and fast procedure for the
determination of stress intensity factors in two-
dimensional elasticity. The effects of opening and sliding
of the crack surfaces are considered by means of a
hipersingular stress function, which are dealt with
adequately in the frame of the variational formulation. It
is shown that the stress series proposed by Williams for
the local field around a crack tip may be considered as a
Green´s function. As a consequence, the stress intensity
factors corresponding to both Modes I and II are obtained
as primary unknowns of the problem. Several numerical
examples are presented in order top validate the
formulations proposed. This shows the potentiality of the
hybrid boundary element method for dealing with problems of
the fracture mechanics. / [es] Este trabajo tiene como objetivo principal la aplicación
del método híbrido de los elementos de contorno a problemas
de mecánica de fracturas linealmente elásticas. Se
describen varias formulaciones y los principales aspectos
de su implementación computacional. La consistencia
mecánica del método híbrido de los elementos de contorno
facilita la comprensión de los diversos factores
involucrados en su aplicación a la mecánica de fracturas.
Esto ocurre porque el caracter físico del método garantiza
la interpretación adecuada de los problemas que se
presentan en el análisis de los más diversos fenómenos de
la mecánica del contínuo. La contribuición más relevante de
este trabajo consiste en la determinación de manera rápida
y directa del factor de intensidad de tensión en
extructuras bidimensionales de elasticidad plana. Son
considerados los efectos de abertura y deslizamiento de las
caras de la trinca a partir de la introducción de una
solución fundamental hipersingular, cuya comprensión física
se facilita debido a la consistencia variacional del método
híbrido. Se propone la utilización de una función de Green,
de la serie de Williams, en los nodos del modelo
extructural correspondiente a las puntas de las trincas.
Esta sistemática introduce los factores de intensidad de
tensión, modos I y II, como incógnitas del problema, y se
obtienen a partir de la resolución del sistema de
ecuaciones provenientes del método. Durante todo el
desarrollo, se muestran varios ejemplos que evalúan y
comprueban la aplicabilidad de las formulaciones
propuestas, demostrando la potencialidad del método cuando
se aplica a la mecánica de fracturas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1516 |
| Date | 19 April 2001 |
| Creators | ALEXANDRE ANTONIO DE OLIVEIRA LOPES |
| Contributors | NEY AUGUSTO DUMONT |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Spanish |
| Type | TEXTO |
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