Desenvolvimento e aplicação do método dos elementos finitos generalizados em análise tridimensional não-linear de sólidos
| dc.contributor | Proenca, Sergio Persival Baroncini | |
| dc.creator | Torres, Ivan Francisco Ruiz | |
| dc.date | 2003-09-26 | |
| dc.date | 2006-07-03 | |
| dc.date.accessioned | 2017-11-15T11:16:18Z | |
| dc.date.available | 2017-11-15T11:16:18Z | |
| dc.date.issued | 2017-11-15 | |
| dc.description | Este trabalho apresenta uma contribuição ao emprego do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) na análise tridimensional não-linear de sólidos. A análise numérica em campo não-linear, com modelos de dano e plasticidade, é original. O MEFG é uma formulação não-convencional do Método dos Elementos Finitos (MEF), que resulta da incorporação a este último de conceitos e técnicas dos denominados métodos sem malha, especialmente o enriquecimento da aproximação inicial (partição de unidade) por funções convenientes. Apresenta-se uma breve revisão bibliográfica dos métodos sem malha e do método dos elementos finitos generalizados, bem como suas principais características. Apresenta-se, com base no MEFG, a formulação de elementos tetraédricos e hexaédricos. Três modelos constitutivos são considerados visando análises não-lineares: o de plasticidade (perfeita ou com encruamento isótropo linear) com critério de plastificação de von Mises; o de dano frágil em concreto sob carregamento monótono crescente (modelo de Mazars) e o de dano e plasticidade acoplados (modelo de Lemaitre), próprio para materiais metálicos. São apresentados detalhes do código computacional, baseado no MEFG e nos modelos constitutivos acima mencionados, bem como resultados de análises numéricas. Esses resultados ressaltam algumas das vantagens do MEFG aplicado à análise não-linear, tais como: o enriquecimento da aproximação inicial limitado a regiões de interesse no domínio, como por exemplo, as que exibem elevados gradientes de deformação e tensão; uma definição mais precisa da distribuição de grandezas como a variável de dano e a tensão equivalente de von Mises, evitando a necessidade de alterações na malha; e a superação do travamento volumétrico associado a modelos de plasticidade | |
| dc.description | This work presents a contribution to the generalized finite element method (GFEM) employment in three-dimensional nonlinear analysis of solids. The nonlinear numerical analysis conduced with damage and plasticity models is original. GFEM is a nonconventional formulation of finite element method (FEM) which results from the addition to the latter of concepts and techniques of the so called Meshless methods, specially the enrichment of the initial approximations (partition of unity) by customized functions. A brief review of Meshless methods and generalized finite element method bibliography is presented, as well as their main features. Based on GFEM, the formulation of tetrahedral and hexahedral elements is shown. Three material laws are considered aiming nonlinear analysis: plasticity (perfectly plastic or linear isotropic hardening), with von Mises yield criterion; brittle damage on concrete under monotonic increasing loading (Mazars model) and damage coupled with plasticity (Lemaitre model), a suitable model for metals. Details of the computational code, based on GFEM and material laws mentioned above, are presented, as well as results of numerical analysis. These results emphasize some of the advantages of GFEM applied to nonlinear analysis, such as: enrichment of the basic approximations limited to some regions of interest in the domain, for instance, those exhibiting high strain and stress gradients; an accurated definition of the distributions of quantities like damage variable and von Mises equivalent stress, avoiding remeshing; and overcoming of volumetric locking associated to plasticity models | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.identifier | http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-23062006-154258/ | |
| dc.identifier | doi:10.11606/T.18.2003.tde-23062006-154258 | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.eesc.usp.br/handle/RIEESC/1080 | |
| dc.language | pt | |
| dc.publisher | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP | |
| dc.publisher | Universidade de São Paulo | |
| dc.publisher | Escola de Engenharia de São Carlos | |
| dc.rights | Liberar o conteúdo para acesso público. | |
| dc.subject | análise não-linear | |
| dc.subject | plasticidade | |
| dc.subject | métodos numéricos | |
| dc.subject | método dos elementos finitos | |
| dc.subject | mecânica do dano | |
| dc.subject | finite element method | |
| dc.subject | nonlinear analysis | |
| dc.subject | numerical methods | |
| dc.subject | damage mechanics | |
| dc.subject | plasticity | |
| dc.title | Desenvolvimento e aplicação do método dos elementos finitos generalizados em análise tridimensional não-linear de sólidos | |
| dc.title | Development and employment of generalized finite element method in three-dimensional nonlinear analysis of solids | |
| dc.type | Tese de Doutorado |