Proposta de um modelo de resistência ao movimento rotacional e de um método de geração de amostras de partículas para a modelagem computacional de materiais .granulares com o método dos elementos discretos.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Seko, Kamila Rodrigues Cassares
• 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: Discrete element method; Granular materials; Materiais granulares; Método de geração de amostras; Método dos Elementos Discretos; Particle generation; Particles; Partículas; Resistência ao twisting e ao rolamento
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-29072021-092009/

Com o avanço computacional, o Método dos Elementos Discretos (MED) tem se constituído uma ferramenta útil para o estudo de materiais granulares, oferecendo uma alternativa à abordagem (muitas vezes conveniente) de se idealizá-los como meios contínuos. Para que o método seja empregado e o material representado adequadamente, é necessário gerar previamente uma amostra de partículas, que de preferência respeite uma distribuição granulométrica dada e uma porosidade imposta. A maior parte dos métodos de geração de amostras disponíveis atualmente não considera a distribuição granulométrica, e os poucos que a consideram não proporcionam amostras com distribuição e porosidade que sejam satisfatórias para todos os tipos de granulometria possíveis. Diante disso, um dos objetivos deste trabalho foi desenvolver um método de geração de amostras de partículas com vistas à simulação computacional de materiais granulares por meio do MED, com a particularidade de que seja levada em consideração a curva de distribuição granulométrica e a porosidade do material de interesse. O método foi implementado no programa SGen, que está sendo desenvolvido no Laboratório de Mecânica Computacional do PEF/EPUSP. Sua validação foi realizada, observando-se excelente aderência entre os dados impostos e os resultados obtidos, com superioridade quando comparados a amostras geradas com métodos existentes e com programas comerciais de MED. O método considera partículas com formato esférico, objetivando eficiência computacional. Para que essas partículas tenham comportamento adequado em uma simulação com o MED, sem apresentar rotação indefinida em amostras estáticas, a consideração da resistência ao movimento rotacional é extremamente importante. Nesse sentido, outro objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de resistência ao giro de torção relativa (ou twisting) combinado à resistência ao rolamento para contato entre partículas, e implementá-lo no programa de elementos discretos PSY (também em desenvolvimento no Laboratório de Mecânica Computacional do PEF/EPUSP). Observou-se um comportamento mecânico adequado e compatível com o encontrado nos modelos mais avançados da literatura.