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CONEM 2018
X Congresso Nacional de Engenharia Mecânica
QUANTIFICAÇÃO DA INCERTEZA DO PROCESSO ESTOCÁSTICO TAMANHO DE TRINCA PARA O MODELO DE PROPAGAÇÃO DE TRINCA DE FORMAN VIA METODOLOGIA “FAST CRACK BOUNDS”
Submission Author:
Bruno Santos , PR
Co-Authors:
Bruno Santos, Claudio Roberto Avila Silva Junior, Marco van der Meer, Thiago Bezerra
Presenter: Bruno Santos
doi://10.26678/ABCM.CONEM2018.CON18-0117
Abstract
A mecânica da fratura linear elástica (MFLE) permite a quantificação das relações entre as propriedades dos materiais, o nível de tensão, a presença de defeitos geradores de trincas e os mecanismos de propagação de trincas. Existem inúmeros modelos buscando descrever o comportamento do crescimento de trinca. Estes são classificados em duas grandes áreas, a saber: amplitude de tensão constante (CATC) e amplitude de tensão variável (CATV). Neste trabalho apresentou-se a utilização do modelo do tipo CATC proposto por Forman. Admite-se a existência da incerteza nos parâmetros de definição do modelo. O objetivo desse estudo é a quantificação da incerteza do fenômeno de propagação de trincas a voz do modelo de Forman, visando formula-lo como um problema de valor inicial (PVI) com a aplicação da metodologia “Fast Crack Bounds”(FCB) obtendo-se assim a curva de evolução da trinca por intermédio do método numérico Runge-Kutta de quarta ordem (RK4). Para isso a modelagem da incerteza será feita através das variáveis aleatórias. A partir disso, os métodos de simulação de Monte Carlo (SMC) e FCB serão utilizados conjuntamente para se estimar os momentos estatísticos do processo estocástico “tamanho de trinca”. O desempenho da proposta será avaliado a partir da combinação dos métodos de SMC com Runge-Kutta de quarta ordem. Busca-se quantificar o desempenho da proposta para um exemplo “clássico” da mecânica da fratura, denominado de “Placa com largura finita e trinca central” onde a função de correção do fator de intensidade de tensão é conhecida. O trabalho identifica ganhos computacionais de tempo da metodologia FCB na ordem de 3500 vezes menor ao obtido pelo RK4. Com uma pequena variação dos desvios relativos. Possuindo desvios máximos de 16,2%. Validando a eficiência da metodologia FCB para a análise do fenômeno “tamanho de trinca”.
Keywords
Modelo de Forman, Mecânica da Fratura Linear Elástica, Momentos estatísticos do tamanho de trinca, Método de Runge-Kutta, Metodologia Fast Crack Bounds
