Validação experimental do controle de crescimento de trinca proposto pelo método da derivada topológica utilizando a técnica da correlação de imagens digitais

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Barros, Guilherme Cardoso Ribeiro de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Niterói
• Palavras-chave em Português: Controle do crescimento de trinca; Derivada topológica; Correlação de imagens digitais; Componente mecânico; Simulação numérica; Engenharia mecânica; Crack growth control; Topological derivative; Digital image correlation
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/22738; http://dx.doi.org/10.22409/PGMEC.2021.m.14152265710

Em um trabalho recente, o conceito de derivada topológica foi utilizado com o objetivo de propor um método simples de controle do crescimento de trinca a fim de estender a vida útil remanescente de um componente mecânico previamente danificado. A metodologia proposta consiste em minimizar um funcional de forma, definido em termos da famosa integral de Rice, através da nucleação de inclusões rígidas e moles longe da ponta da falha de acordo com as informações fornecidas pela derivada topológica associada. Simulações numéricas sugerem que, de acordo com o critério de energia de Griffith, um ganho de aproximadamente 20% na tenacidade à fratura do componente pode ser obtido introduzindo as mudanças topológicas indicadas pelo método mencionado. O presente trabalho tem por objetivo central apresentar uma série de testes realizados em laboratório utilizando o método da correlação de imagens digitais a fim de comprovar experimentalmente a viabilidade do controle de crescimento de trinca proposto com base no método da derivada topológica. A ideia consiste em avaliar o funcional de forma associado ao problema em questão a partir dos campos de deslocamentos experimentais obtidos com a correlação de imagens para verificar se a minimização ocorre quando são introduzidas as alterações indicadas. De fato, os resultados experimentais obtidos mostram que uma redução de cerca de 27% no valor do funcional de forma pode ser viabilizado comprovando a aplicabilidade do referido método