A bound-constrained solver for phase-field modeling of diffuse fracture

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Matheus Moreno Fortes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais; Brasil; ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção; UFMG
• Palavras-chave em Português: Phase-field models of fracture; Bound-constrained solver; Finite element method based phase-field models; Engenharia de estruturas; Fratura; Método dos elementos finitos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/50677

O estudo da fissuração de um elemento estrutural é importante. Nesse estudos a trinca pode ser modelada com a abordagem discreta ou contínua. O modelo de campos de fases é um modelo de trinca contínua que adiciona uma variável ao problema para representar a degradação do material no ponto. O grupo de pesquisa de campos de fase do Departamento de Engenharia Estrutural (DEES) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) já fez alguns trabalhos nesse tema utilizando o software INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), e um obstáculo encontrado foi o tipo de solucionador. Um solucionador amplamente usado na literatura de campos de fase é o solucionador histórico, porém ele limita a geometria da trinca a ser utilizada. Para contornar essa limitação precisa-se de outro solucionador. Esse trabalho mostra a implementação de um solucionador com restrição de contorno através da biblioteca externa PETSc (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation) aplicada no INSANE. Com esse novo solucionador mostra-se as novas possibilidades de modelos, compara-se a performance com outros solucionadores que o INSANE possui, compara-se a convergência e dependência de malha com o modelo de fissuração distribuída, e por fim, avalia-se a capacidade do modelo de campos de fase em captar os modos de falhas I e II.