Determinação da resistência mecânica de materiais porosos plasticamente ortotrópicos via homogeneização computacional
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Data
2023-02-14Primeiro coorientador
Rossi, Rodrigo
Primeiro membro da banca
Rodriguez, Rene Quispe
Segundo membro da banca
Maghous, Samir
Metadata
Mostrar registro completoResumo
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.
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