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dc.creatorGalvão, Marcio Nilo Teodoro
dc.date.accessioned2023-05-30T18:33:58Z
dc.date.available2023-05-30T18:33:58Z
dc.date.issued2023-02-14
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29250
dc.description.abstractThis work evaluates the strength of porous elastoplastic materials with orthotropic matrix, which is assumed to be insensitive to both the mean stress and the strain rate, via computational homogenization procedure. The simulations are carried out on cubic elementary cells, employing the finite element method under small strains. Each elementary cell represents an agregate composed of a non-hardening elastoplastic matrix with symmetrically distributed voids (spherical or cylindrical), considering distinct porosity and matrix anisotopy levels. From the numerical analysis, effective yield surfaces are build imposing displacement-based boundary conditions while keeping the macroscopic stress triaxiality constant throughout the deformation process. After reaching an asymptotic macroscopic stress state, the macroscopic stress components are calculated from standard volume average from their microscopic counterpart. The numerical results are compared with analytical solutions (upper, quasi-lower and lower limits) available in the literature and one developed in the context of this work to materials with Hill matrix and cylindrical voids. Furthermore, aiming at reducing the difference between the numerical and theoretical results, which is due to difference regarding the geometry of both numerical and theoretical eleementary cells, heuristic modifications are proposed to the analytical models. Therefore, it is expected that this work contributes to the understanding regarding the mechanical behavior of porous material with plasticaly anisotropic matrix, which for instance, is the case of materials and structures produced by additive manufacturing.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectPlasticidadepor
dc.subjectMateriais porosospor
dc.subjectMateriais anisotrópicospor
dc.subjectHomogeneização computacionalpor
dc.subjectMétodo dos elementos finitospor
dc.subjectPlasticityeng
dc.subjectPorous materialeng
dc.subjectAnisotropic materialeng
dc.subjectComputational homogenizationeng
dc.subjectFinite element methodeng
dc.titleDeterminação da resistência mecânica de materiais porosos plasticamente ortotrópicos via homogeneização computacionalpor
dc.title.alternativeDetermination of the strength of plastically orthotropic porous materials via computational homogenizationeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoEste trabalho avalia a resistência mecânica de materiais porosos plasticamente ortotrópicos, com matrizes insensíveis à pressão hidrostática e à taxa de deformação via homogeneização computacional. As simulações numéricas são realizadas a partir da análise de células elementares cúbicas utilizando o método dos elementos finitos no regime de pequenas deformações. Cada célula elementar analisada representa um agregado composto por uma matriz elastoplástica sem endurecimento e um poro simetricamente distribuído (esférico e cilíndrico), considerando diferentes níveis de porosidade e anisotropia. A partir das análises numéricas, são construídas as superfícies de escoamento efetivas impondo condições de contorno em termos de deslocamentos, tal que a triaxialidade de tensão macroscópica seja mantida constante ao longo do processo de deformação e, após atingir um estado de tensão macroscópico assintótico, as componentes de tensões macroscópicas são calculadas utilizando a média volumétrica de sua contraparte microscópica. Os resultados numéricos são comparados com soluções analíticas (limites superiores, quase inferiores e inferiores) disponíveis na literatura e uma desenvolvida no contexto desse trabalho para materiais com matriz de Hill e poros cilíndricos. Além disso, com objetivo de reduzir a diferença entre os resultados numéricos e teóricos, o que ocorre principalmente em função da geometria da célula unitária, são propostas modificações empíricas dos modelos analíticos. Sendo assim, espera-se que esse estudo contribua no entendimento do comportamento mecânico de materiais porosos com matriz plasticamente anisotrópica, como é o caso de materiais e estruturas produzidas por manufatura aditiva.por
dc.contributor.advisor1Santos, Tiago dos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2241262071800920por
dc.contributor.advisor-co1Rossi, Rodrigo
dc.contributor.referee1Rodriguez, Rene Quispe
dc.contributor.referee2Maghous, Samir
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3679512904935418por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Mecânicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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