dc.creator | Galvão, Marcio Nilo Teodoro | |
dc.date.accessioned | 2023-05-30T18:33:58Z | |
dc.date.available | 2023-05-30T18:33:58Z | |
dc.date.issued | 2023-02-14 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29250 | |
dc.description.abstract | This 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.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Plasticidade | por |
dc.subject | Materiais porosos | por |
dc.subject | Materiais anisotrópicos | por |
dc.subject | Homogeneização computacional | por |
dc.subject | Método dos elementos finitos | por |
dc.subject | Plasticity | eng |
dc.subject | Porous material | eng |
dc.subject | Anisotropic material | eng |
dc.subject | Computational homogenization | eng |
dc.subject | Finite element method | eng |
dc.title | Determinação da resistência mecânica de materiais porosos plasticamente ortotrópicos via homogeneização computacional | por |
dc.title.alternative | Determination of the strength of plastically orthotropic porous materials via computational homogenization | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Este 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.advisor1 | Santos, Tiago dos | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2241262071800920 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Rossi, Rodrigo | |
dc.contributor.referee1 | Rodriguez, Rene Quispe | |
dc.contributor.referee2 | Maghous, Samir | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3679512904935418 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |