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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Analise numérica e experimental da fratura em materiais quase frágeis
metadata.dc.creator: Colpo, Angélica Bordin
metadata.dc.contributor.advisor1: Kosteski, Luis Eduardo
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho, são realizados estudos experimentais e simulações de ensaios de tração simples para analisar a fratura em materiais quase frágeis. São utilizados três tipos de poliestireno expandido para a confecção de seis modelos de corpos de prova com variações dimensionais. Para evitar a repetitividade, são apresentados e discutidos os resultados experimentais e numéricos obtidos para um tipo de poliestireno expandido, os demais são apresentados no apêndice do trabalho. São analisadas as propriedades mecânicas dos materiais estudados, sendo esses dados posteriormente utilizados nas simulações realizadas através do método dos elementos discretos formados por barras (LDEM). Este método também e utilizado no ambiente do Abaqus para a realização de simulações nas quais uma parte do corpo de prova e modelada em elementos discretos e o restante em elementos finitos. Os ensaios experimentais de tração mostraram que os materiais sofrem um efeito de escala, sendo que os maiores corpos de prova apresentaram uma menor deformação de ruptura. O LDEM utilizado para simular esses ensaios mostrou-se uma boa ferramenta para analisar aa fratura e o efeito de escala em materiais quase frágeis, além disso, sua utilização no ambiente de Abaqus mostrou que os corpos de prova não deformam somente na região central. As simulações no LDEM e no LDEM-Abaqus mostraram que e possível simular somente a região central dos corpos de prova desde que sejam levados em conta os valores de energia elástica. Além disso, através de uma sub-rotina implementada no LDEM foi possível a criação de um mapa de dano da estrutura, possibilitando observar a localização do dano.
Abstract: In the present work the experimental study and the simulation of simple tensile tests are carried out to analyze the fracture in quasi fragile materials. Three types of expanded polystyrene for the make six models of specimens with dimensional variations are used. However to avoid repetitiveness, is shown and discussed the experimental and numerical results obtained for one type of expanded polystyrene and the results for the other are shown in the appendices. It also analyzed the mechanical properties of the materials studied and the data is subsequently used in the simulations performed by the Lattice Discrete Element Method. It addition, this method is used in Abaqus environment for performing simulations in which part of the specimen is patterned into discrete elements and the remainder in finite elements. The tensile tests showed that the materials suffer a size effect, and the bigger specimens had a shown low rupture strain. The LDEM used to simulate the tests proved to be a good tool to analyze the fracture and size effect on quasi-fragile materials, moreover, their use in Abaqus environment showed that the samples do not strain only in the central region. Simulations in LDEM and LDEM-Abaqus showed that it is possible to simulate only the central region of the specimens provided that are not taken into account the values of elastic energy. Furthermore, by a subroutine implemented in LDEM it was possible to create a structure damage map, allowing observation of the location of the damage.
Keywords: Engenharia
Tecnologia dos materiais
Analise numérica
Fraturas
Engineering
Materials technology
Numerical analysis
Fractures
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.department: Campus Alegrete
metadata.dc.rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://hdl.handle.net/riu/792
Issue Date: 9-May-2016
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia

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