Revista de Engenharia Mecânica Aplicada

Abstrato

Investigação de Potenciais Fissuras XFEM Utilizando Dois Testes Clássicos

Martínez Concepción ER, De Farias MM e Evangelista F

O Método dos Elementos Finitos Estendidos (XFEM) é utilizado neste trabalho, primeiro para realizar a simulação dos mecanismos de iniciação e propagação de fissuras em modelos planos e depois para determinar as singularidades de distribuição de tensões nas vizinhanças mais próximas de uma fratura frontal inserida em modelos tridimensionais. O essencial do XFEM é o conhecido Método dos Elementos Finitos (FEM), acrescentando graus de liberdade e funções de enriquecimento, que servem para descrever descontinuidades locais no modelo. No XFEM, a geometria da fratura é desenvolvida independentemente da malha, permitindo que esta se mova livremente pelo domínio, sem necessidade de adaptar a malha à descontinuidade. Por outras palavras, o XFEM reproduz a descontinuidade do campo de deslocamentos ao longo da fratura, sem discretizar esta característica diretamente na malha. O XFEM realiza a discretização espacial de dois modelos clássicos em Mecânica da Fratura: o ensaio de flexão com entalhe de aresta única (SEN (B)); e o teste de tensão compacta em forma de disco (CDT). O critério de propagação baseia-se na proporção de energia libertada e nos fatores de intensidade de tensão (SIF). As soluções fornecidas pelo modelo numérico XFEM indicaram uma excelente concordância com os resultados obtidos a partir dos dados experimentais.