Estudo sobre a aplicabilidade de um novo método de acoplamento para malhas não conformes de elementos finitos em projetos mecânicos

• Main Author: Tosati, Marco
• Publication Date: 2019
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UNESP
• Download full: http://hdl.handle.net/11449/181682
• topic: Elementos finitos de acoplamento; Problemas de contato; Malhas não conformes; Mecânica do dano; Contact problems; Non-matching meshes; Coupling finite elements; Damage mechanics

Este trabalho aborda a simulação de problemas que envolvem contato mecânico, utilizando uma nova técnica de acoplamento de malhas independentes de elementos finitos. Esta técnica se baseia no uso de elementos finitos especiais denominados elementos finitos de acoplamento, que compartilham nós de malhas independentes. A técnica é capaz de estabelecer a interação entre duas malhas de elementos finitos, representando dois domínios diferentes, que compartilham entre si uma ou mais de suas faces. No caso mais geral, devido a possíveis diferenças nas dimensões e naturezas dos domínios, as posições dos nós na face de uma malha podem não coincidir com as posições dos nós da outra malha. As principais vantagens da técnica proposta são: (i) não há adição de graus de liberdade para a resolução do problema; (ii) um acoplamento não rígido pode ser considerado para descrever o comportamento não linear de interfaces similares aos modelos coesivos e (iii) malhas não compatibilizadas de quaisquer dimensões e quaisquer tipos de elementos finitos podem ser compatibilizadas. Como extensão da utilização da técnica, visa-se representar a interação entre duas peças genéricas distintas, demonstrando a capacidade da técnica em simular efeitos de contato, ou de perda de contato, de forma coerente e precisa. Foram empregados modelos baseados na mecânica do dano contínuo para simular efeitos de atrito em uma formulação de acoplamento não rígido. Os resultados obtidos neste trabalho demostram que a representação da interação entre partes de um problema mediante esse método é bastante promissora e consegue representar os efeitos da interação entre componentes estruturais.