Efeitos viscoplásticos cristalinos na propagação de trincas em monocristais
O presente trabalho trata da atividade plástica em problemas envolvendo fratura. Na ponta de trincas a plasticidade não deve ser tratada considerando as características do material na sua escala normal, mas sim com as características dos cristais que formam o mesmo. Para tanto, são feitas implementa...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.lume.ufrgs.br:10183/211430 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10183/211430 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fratura (Engenharia) Viscoplasticidade Elementos finitos Fracture in crystals Crystal viscoplasticity Finite elements Cohesive zone model |
| Sumario: | O presente trabalho trata da atividade plástica em problemas envolvendo fratura. Na ponta de trincas a plasticidade não deve ser tratada considerando as características do material na sua escala normal, mas sim com as características dos cristais que formam o mesmo. Para tanto, são feitas implementações de rotinas de elasto-viscoplasticidade cristalina para cristais cúbicos de face centrada e cúbicos de corpo centrado – que são os cristais formadores de grande parte dos metais. As implementações são realizadas para um modelo em estado plano de deformações e consideram somente pequenas deformações. Malhas de elementos finitos com elementos retangulares bilineares são utilizadas para discretizar as estruturas das simulações realizadas no presente trabalho. São realizados testes para verificar o bom funcionamento das rotinas do modelo elasto-viscoplástico em um problema com uma trinca estacionária e na sequência é feita uma integração do modelo de plasticidade ao modelo coesivo de Needleman (1992) – este modelo coesivo já implementado anteriormente à existência do presente trabalho. Com o modelo coesivo são feitas simulações envolvendo o modo I de fratura, onde é verificado que a atividade plástica e os campos de tensões se desenvolvem conforme o previsto na literatura, afirmando o bom funcionamento do programa e assim atestando que com o presente trabalho surge um programa (uma ferramenta) mais adequado para simular a propagação de estruturas com trincas pré-existentes considerando deformação plástica. O efeito de propriedades viscosas é explorado, visando um entendimento maior do comportamento do material em altas taxas de carregamento. Também o modelo com efeitos viscosos simula a plasticidade cristalina não viscosa através do ajuste dos parâmetros viscosos. Este tipo de simulação é interessante visto que modelos não viscosos requerem a inversão de uma matriz 12x12 (no caso tridimensional) e muitas vezes não é encontrada unicidade de solução. O modelo viscoso aqui implementado não requer a inversão de qualquer matriz e assim sendo o problema de unicidade de solução é resolvido. |
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