[pt] A análise de problemas mecânicos e estruturais, pelo método
dos elementos finitos,requer do analista certa experiência
na discretização do modelo para minimizar os erros das
soluções. A geração da malha é uma tarefa árdua, que torna-
se ainda mais difícil quando trincas estão presentes no
modelo. Em um modelo discreto, cada vez que a trinca
propaga, a geometria do modelo muda e a malha deve ser
atualizada.
Neste trabalho é apresentado um sistema gráfico interativo,
para modelagem bidimensional de problemas de fraturamento
estrutural. O sistema permite introduzir trincas
em qualquer posição no modelo, regenerando sua malha e
executando um processo auto-adaptativo de elementos
finitos. Este sistema pode ser usado para problemas
mecânicos, com ou sem trincas, elásticos lineares ou
elastoplásticos.
O processo auto-adaptativo está baseado em estimadores de
erro a posteriori, com refinamento do tipo h. Três tipos de
estimadores estão disponíveis. O primeiro, baseado na
norma de energia, é aplicado na análise de problemas
elásticos lineares. O segundo e o terceiro, baseados em
tensão efetiva e na razão do trabalho plástico,
respectivamente, são aplicados na análise de problemas
elastoplásticos. A geração da malha está baseada em
técnicas de enumeração espacial recursiva, que consiste de
uma partição em árvore binária (binary tree) para as curvas
do contorno, incluindo as curvas das trincas, e uma
partição em árvore quaternária (quadtree) para a geração da
malha no domínio. O sistema integra diferentes ferramentas:
um modelador geométrico que cria a geometria do modelo, um
pré-processador que gera a malha e aplica os atributos, um
módulo de análise numérica que avalia a resposta de
elementos finitos e um módulo, chamado de módulo
adaptativo, que faz o gerenciamento do processo adaptativo
das malhas e que também é um pós-processador que
auxilia na visualização dos resultados, inclusive dos
parâmetros de fratura.
No processo adaptativo não linear, uma interpolação das
variáveis de solução é realizada entre malhas para que a
análise incremental da plasticidade continue. O critério
deA análise de problemas mecânicos e estruturais, pelo
método dos elementos finitos, requer do analista certa
experiência na discretização do modelo para minimizar os
erros das soluções. A geração da malha é uma tarefa árdua,
que torna-se ainda mais difícil quando trincas estão
presentes no modelo. Em um modelo discreto, cada vez que a
trinca propaga, a geometria do modelo muda e a malha deve
ser atualizada.
Neste trabalho é apresentado um sistema gráfico interativo,
para modelagem bidimensional de problemas de fraturamento
estrutural. O sistema permite introduzir trincas
em qualquer posição no modelo, regenerando sua malha e
executando um processo auto-adaptativo de elementos
finitos. Este sistema pode ser usado para problemas
mecânicos, com ou sem trincas, elásticos lineares ou
elastoplásticos.
O processo auto-adaptativo está baseado em estimadores de
erro a posteriori, com refinamento do tipo h. Três tipos de
estimadores estão disponíveis. O primeiro, baseado na
norma de energia, é aplicado na análise de problemas
elásticos lineares. O segundo e o terceiro, baseados em
tensão efetiva e na razão do trabalho plástico,
respectivamente, são aplicados na análise de problemas
elastoplásticos. A geração da malha está baseada em
técnicas de enumeração espacial recursiva, que consiste de
uma partição em árvore binária (binary tree) para as curvas
do contorno, incluindo as curvas das trincas, e uma
partição em árvore quaternária (quadtree) para a geração da
malha no domínio. O sistema integra diferentes ferramentas:
um modelador geométrico que cria a geometria do modelo, um
pré-processador que gera a malha e aplica os atributos, um
módulo de análise numérica que avalia a resposta de
elementos finitos e um m / [en] The numerical analysis of structural and mechanical
problems by the finite element method requires, by the
analyst, some knowledge and experience on mesh refinement.
Mesh generation is a difficult task, especially when the
model contains cracks. As the crack propagates in the
discret model, the geometry of the model changes and the
mesh must be updated.
This work presents an interactive graphics system for
modeling fracture processes of two-dimensional structures.
This system may consider any number of cracks that can be
inserted in the model at any position, with automatic and
adaptive finite element mesh generation. The system can be
used for linear and elastic-plastic mechanical problems,
with and without cracks.
The self-adaptive process is based on an h-type refinement,
with an a posteriori error estimation. Three types of error
estimators are available. The first, which is based on the
energy norm, is used for elastic- linear analysis. The
second and the third, which are based on effective stress
and on ratio of plastic work, respectively, are used for
elastic-plastic analysis.
Mesh generation is based on spatial decomposition
techniques, which consists on a binary tree partition of
boundary curves, including crack curves, and on a quadtree
partition for the domain refinement.
The system incorporates the following components: a
geometric modeler to create the model geometry, a pre-
processor that generates the initial mesh and applies
model attributes, a numerical analysis module that
evaluates the finite element response, and a module, called
the adaptive module, that manages the adaptive process of
mesh generation.
The latter module also incorporates post-processing
features that assist in the visualization of analysis
results, including fracture parameters.
In the non- linear adaptive process for incremental
plasticity analysis, it is used a technique for
interpolating analysis variables across distinct meshes.
The von Mises yielding criterion, with isotropic hardening,
is used. Some examples are presented to evaluate the
methods for computing fracture analysis parameters and the
performance of the adaptive process. / [es] El análisis de problemas mecánicos y extructurales, por el método de los elementos finitos, requiere
del analista cierta experiencia en la discretización del modelo para minimizar el error de la solución.
La generación de la malla es una tarea árdua, que resulta todavía más difícil cuando grietas están
presentes en el modelo. En un modelo discreto, cada vez que la grietas se propaga, la geometría del
modelo muda y se debe actualizar la malla. En este trabajo se presenta un sistema gráfico
interactivo, para modelaje bidimensional de problemas de fractura extructural. El sistema permite
introducir grietas en cualquier posición en el modelo, regenerando su malla y ejecutando un proceso
autoadaptativo de elementos finitos. Este sistema puede ser usado en problemas mecánicos, con o
sin grietas, elásticos lineales o elastoplásticos. EL proceso autoadaptativo está basado en estimadores
a posteriori del error, con refinamientodel tipo h. Tres tipos de estimadores están disponibles. El
primeiro, basado en la norma de energía, se aplica en el análisis de problemas elásticos lineales. El
segundo y el tercero, basados en tensión efectiva y en la razón del trabajo plástico, respectivamente,
se aplican en el análisis de problemas elastoplásticos. La generación de la malla está basada en
técnicas de enumeración espacial recursiva, que consiste de una partición en árbol binaria (binary
tree) para las curvas del contorno, incluyendo las curvas de las grietas, y una partición en árbol
cuaternaria (quadtree) para la generación de la malla en el dominio. El sistema integra diferentes
herramientas: un modelador geométrico que crea la geometría del modelo, un préprocesador que
genera la malla y aplica los atributos, un módulo de análisis numérico que evalúa la resposta de
elementos finitos y un módulo, llamado de módulo adaptativo, que se encarga de gerenciar el
proceso adaptativo de las mallas y que también constituye un posprocesador que auxilia en la
visualización de los resultados, incluso de los parámetros de fractura. En el proceso adaptativo no
lineal, la interpolación de las variables de solución se realiza entre mallas para que el análisis
incremental de la plasticidad continue. Se presentan ejemplos que permiten evaluar los métodos de
cálculo de los parámetros de fractura y el desempeño del proceso adaptativo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1885 |
| Date | 24 August 2001 |
| Creators | TEREZA DENYSE PEREIRA DE ARAUJO |
| Contributors | LUIZ FERNANDO CAMPOS RAMOS MARTHA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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