Análise da influência das condições de contorno na determinação dos parâmetros elásticos e da tenacidade de rochas no ensaio brasileiro

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lopes, Tayra Müller Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Boundary element method; Brazilian test; Contact mechanics; Ensaio brasileiro; Fenômeno do contato; Finite element method; Indirect tensile strength; Método dos elementos de contorno; Método dos elementos finitos; Resistência à tração; Tenacidade; Toughness
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-09032022-084640/

O ensaio de compressão diametral é largamente utilizado para a avaliação indireta da resistência à tração de materiais frágeis ou quase frágeis. Contudo, a influência das condições de contorno do ensaio sobre as respostas mecânicas não é ainda muito bem compreendida. Além da influência das condições de contorno, a determinação dos parâmetros elásticos e da tenacidade a partir do ensaio brasileiro ainda não é completamente estabelecida na literatura. Apesar de soluções analíticas serem utilizadas na modelagem do problema, essa abordagem não representa de forma precisa as condições de contorno. Dessa forma, a solução robusta do problema requer a utilização de métodos numéricos. Nesse contexto, este trabalho apresenta a análise da influência das condições de contorno na distribuição das tensões de tração no ensaio de compressão diametral. Enquanto muitas soluções analíticas assumem o estado plano de deformação, a Sociedade Internacional de Mecânica das Rochas (ISRM) sugere diferentes espessuras de corpo de prova e mandíbula. São consideradas diferentes espessuras da mandíbula de aplicação de carga em relação à espessura do corpo de prova, distintas representações do fenômeno do contato, variados coeficientes de atrito, diferentes métodos numéricos e distintas restrições de deslocamento. Os resultados permitem concluir que a distribuição de tensão não é fortemente alterada pelas diversas hipóteses de modelagem das condições de contorno. Contudo, a adoção de espessuras iguais para a mandíbula e para o corpo de prova foi efetiva para a redução da concentração de tensão existente na região do contato entre o corpo de prova e a mandíbula. Quanto à determinação dos parâmetros elásticos, o método sugerido por Celestino e Bortolucci (1998) foi validado por soluções analíticas. Igualmente, o método para determinação da tenacidade sugerido por Celestino e Bortolucci (1992) foi validado por solução analítica e pelos métodos numéricos utilizados no presente estudo.