Investigação numérico-experimental de modelos de dano em estudo mecânico-energético da fratura dúctil de aços estruturais de alta tenacidade

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorMiguel Mattar Neto
dc.contributor.authorPEREIRA, LETÍCIA dos S.
dc.coverageNacional
dc.date.accessioned2024-11-26T12:01:21Z
dc.date.available2024-11-26T12:01:21Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractA avaliação de integridade estrutural é importante para a previsão de falhas em estruturas de grande responsabilidade. Contudo, com a melhoria das propriedades dos materiais, algumas teorias não conseguem mais descrever o processo de falha dúctil de materiais de alta tenacidade como o aço API X65. Para melhor compreender a falha em estruturas que utilizam esses materiais é necessário entender o processo de falha dúctil. Nesse sentido, são necessárias simulações não-lineares com trinca propagante para tentar reproduzir os resultados obtidos em laboratório utilizando o programa Abaqus (2020). Os ensaios realizados foram de tração (ASTM, 2022) e Charpy V-Notch (CVN) instrumentado (ASTM, 2018a; ASTM 2018b). Para o estudo de triaxialidade, os corpos de prova de tração foram modificados com diferentes entalhes com raios de 10, 5, 3, 2 e 1 mm. Já os ensaios CVN foram realizados em um pêndulo de 450J e nenhum dos 12 corpos de prova foi rompido, comprovando a alta tenacidade desse material. Por conta dessa alta tenacidade, houve a necessidade de verificação da adequação dos modelos de dano XFEM (Extend Finite Element) e GTN (Gurson-Tveegard-Needleman) para esse material. Além disso, uma metodologia de calibração do modelo de dano dúctil (Ductile Damage) foi proposta utilizando corpos de prova de tração modificados. Esse modelo foi o que melhor reproduziu as curvas experimentais e chegou mais próximo de reproduzir a morfologia de fratura do corpo de prova CVN. Por fim, utilizando uma rotina em Matlab, foi possível obter a energia de dano para todos os corpos de prova. Para esse estudo, foram consideradas as energias elástica e plástica nos elementos onde o dano já se iniciou. Essa parcela de energia, para todos os corpos de prova, é pequena quando comparada com a energia total de deformação, comprovando que utilizar a energia total absorvida em um ensaio CVN superestima a tenacidade à fratura. Além disso, observou-se um balanço entre fratura e colapso plástico. Para os corpos de prova sem entalhe, com tendência ao colapso plástico, a energia de dano é desprezível. Quanto maior a parcela de fratura dúctil, menor a energia de dano absorvida.
dc.description.notasgeraisTese (Doutorado em Tecnologia Nuclear)
dc.description.notasteseIPEN/T
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipIDCNPq: 141592/2019-2
dc.description.teseinstituicaoInstituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
dc.format.extent147
dc.identifier.citationPEREIRA, LETÍCIA dos S. <b>Investigação numérico-experimental de modelos de dano em estudo mecânico-energético da fratura dúctil de aços estruturais de alta tenacidade</b>. Orientador: Miguel Mattar Neto. 2024. 147 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: <a href="https://dx.doi.org/10.11606/T.85.2024.tde-25102024-111940">10.11606/T.85.2024.tde-25102024-111940</a>. Disponível em: https://repositorio.ipen.br/handle/123456789/48693.
dc.identifier.doi10.11606/T.85.2024.tde-25102024-111940
dc.identifier.urihttps://repositorio.ipen.br/handle/123456789/48693
dc.localSão Paulo
dc.rightsopenAccess
dc.subjectfailures
dc.subjectaccidents
dc.subjectfracture properties
dc.subjectmechanical properties
dc.subjecttensile properties
dc.subjectplasticity
dc.subjectdeformation
dc.subjectcharpy test
dc.subjectnuclear damage
dc.subjectfinite element method
dc.subjectcalculation methods
dc.subjectnumerical solution
dc.titleInvestigação numérico-experimental de modelos de dano em estudo mecânico-energético da fratura dúctil de aços estruturais de alta tenacidade
dc.title.alternativeNumerical-experimental investigation of damage models in a mechanical-energetic study of ductile fracture of high toughness structural steels
dc.typeTese
dspace.entity.typePublication
ipen.autorLETICIA DOS SANTOS PEREIRA
ipen.codigoautor14815
ipen.contributor.ipenauthorLETICIA DOS SANTOS PEREIRA
ipen.identifier.ipendoc30754
ipen.meioeletronicohttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85133/tde-25102024-111940/pt-br.php
ipen.type.genreTese
relation.isAuthorOfPublication16bcbbb2-7005-4b8e-968c-8701fe363866
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery16bcbbb2-7005-4b8e-968c-8701fe363866
sigepi.autor.atividadeLETICIA DOS SANTOS PEREIRA:14815:420:S
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:
Baixar
Coleções
Teses