Análise da fratura em campos complexos de tensão residual.

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Vargas, Eric
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Finite Element Method; Fracture; Mecânica da fratura; Método de Elementos Finitos; Residual stress; Tensão residual
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-22112019-160152/

Este trabalho apresenta uma metodologia que permite a análise da fratura considerando a existência de um campo complexo de tensões tridimensionais na ponta da trinca em cada instante relacionado ao seu estágio de crescimento. Tais tensões são obtidas por simulações numérico-computacionais, empregando o método de elementos finitos, das condições de projeto, como tensões térmicas ou residuais oriundas de um processo de soldagem, e também das condições de serviço. Esta metodologia se diferencia por possibilitar que o campo de tensões residuais reformule-se com a propagação da trinca sem a alteração da malha, permitindo assim a avaliação mais realista do fenômeno. O estudo possui um caráter determinístico, apesar das incertezas e aleatoriedades dos vários parâmetros envolvidos, por exemplo, as propriedades mecânicas dos materiais, os carregamentos, os defeitos físicos e das próprias tensões residuais. A revisão bibliográfica aborda as literaturas referentes à análise da fratura, térmica e das tensões residuais, como os mecanismos e modos de falha, cálculo do campo de tensões ao redor da trinca derivados de carregamentos variados, procedimentos para a análise da fratura, análise das tensões residuais das juntas soldadas, entre outras. A validação da metodologia é conduzida pela comparação dos resultados obtidos para a distribuição térmica após o processo de soldagem, das tensões residuais resultantes e da análise da fratura. Finalmente, aplica-se a metodologia para a análise da fratura em um caso exemplo que considera a existência de uma trinca no vaso de pressão do reator nuclear de Angra 1, levando-se em conta as suas condições de projeto e de serviço.