IMPLEMENTAÇÃO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO EM 3D PARA PROBLEMAS DE VISCOELASTICIDADE

Autores

  • Adrián Alberto Betancur Universidade de Brasilia
  • Carla Tatiana Mota Anflor Anflor Universidade de Brasília, Campus do Gama

Resumo

O estudo de materiais com comportamento viscoelásticos e viscoplástico tem sido muito importante na engenharia dos materiais, devido à sua ampla aplicabilidade ligado também à possibilidade de emprego de materiais biodegradáveis. Este trabalho é apresentado uma modelagem tridimensional a partir do Método dos Elementos de Contorno (MEC) para a análise de materiais viscoelásticos. O método foi implementado com elementos constantes tridimensionais e o estudo foi realizado em um volume representativo obtido de outros trabalhos de investigação reportados na literatura. Os resultados foram avaliados e comparados com as soluções analíticas e estudos realizados na literatura. Os resultados mostraram concordância satisfatória na predição do comportamento viscoelástico empregando o modelo constitutivo de Kelvin-Voigt.

Biografia do Autor

Adrián Alberto Betancur, Universidade de Brasilia

Universidade de Brasília- UnB- Grupo de Mecânica Experimental e Computacional -GMEC. Área Especial de Indústria e Projeção – Setor Leste - Prédio UED (Unidade de Ensino e Docência) - 1º Andar - Sala 35  CEP: 72.444-240, Gama-DF

Carla Tatiana Mota Anflor Anflor, Universidade de Brasília, Campus do Gama

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade de Passo Fundo (2000), mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2003) e doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2007). Atualmente é Professora da Engenharia Automotiva pela Universidade de Brasília, Campus do Gama. Possui conhecimento na área de vibrações mecânicas, tratamentos de dados estocásticos empregando técnicas de análise espectral em sinais e Método dos elementos de contorno. Seu tema principal de atuação refere-se à pesquisa de desenvolvimento de métodos numéricos para problemas de otimização em sólidos. Membro integrante do Grupo de Mecânica Experimental e Computacional (GMEC) da Universidade de Brasília. Atualmente é coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia.

Referências

AMIN, A. F.; ALAM, M.S.; OKUI, Y. An Improved Hyperelasticity Relation in Modeling Viscoelasticity Response of Natural and High Damping Rubbers in Compression: Experiments, Parameter Identification and Numerical Verification. Mechanics of Materials, Vol. 34, p 75–95, 2002.

ASKELAND, D. Ciencia E Ingenieria de Los Materiales. Eds: Miguel Ángel Toledo Castellanos, René Garay Argueta and Pedro de la Garza. México. International Thomson Publishing, 3rd ed, 1998.

BARDENHAGEN, S.G., STOUT, M.G; GRAY, G.T. Three-Dimensional, Finite Deformation, Viscoplastic Constitutive Models for Polymeric Materials. Mechanics of Materials 25(4), p235–253, 1997.

CARBONE, N. Desenvolvimento de um Novo Algoritmo para Análise Viscoplástica com o Métotodo dos Elementos de Contorno. 2007. Dissertação (Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), São Paulo, 2007

CREUS, G. J. Representacion de Materiales Viscoelasticos Con Aplicacion a Estructuras de Hormigon. Revista Internacional de Métodos Númericos para Cálculo y Diseño en Ingeniería. Porto Alegre, Brasil, Vol. 5,1, p125–151, 1989.

DARIDON, L.; LICHT, C.; ORANKITJAROEN, S.; PAGANO, S. Periodic Homogenization for Kelvin-Voigt Viscoelastic Media with a Kelvin-Voigt Viscoelastic Interphase. European Journal of Mechanics A/Solids. Vol. 58, p163–171, 2016.

GURTING, M.E.; STERNBERG, E. On the Linear Theory of Viscoelasticity. Archive for Rational Mechanics and Analysis. Vol. 7(1), p402–11, 1961.

HASANPOUR, K.; ZIAEI-RAD, S. Finite Element Simulation of Polymer Behaviour Using a Three-Dimensional, Finite Deformation Constitutive Model. Computers & Structures. Vol. 86(15–16), p1643–1655, 2008.

KHAN, A.; ZHANG, H. Finite Deformation of a Polymer: Experiments and Modeling. International Journal of Plasticity. Vol. 17(9): 1167–1188, 2001.

LION, A. “A Physically Based Method to Represent the Thermo-Mechanical Behaviour of Elastomers.” Acta Mechanica, Vol. 123, 1–25, 1996.

LION, A. On the Large Deformation Behaviour of Reinforced Rubber at Different Temperatures. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. Vol. 45(11–12) p1805–1834, 1997.

MESQUITA, A. D.; CODA, H. B. Boundary Integral Equation Method for General Viscoelastic Analysis. International Journal of Solids and Structures. Vol. 39(9), p2643–2664, 2000.

MESQUITA, A. D.; CODA, H. B. Alternative Kelvin Viscoelastic Procedure for Finite Elements. Applied Mathematical Modelling. Vol. 26(4), p501–516, 2002

REESE, S.; GOVINDJEE, S. A Theory of Finite Viscoelasticity and Numerical Aspects. International Journal of Solids and Structures. Vol. 35(26–27), p3455–3482, 1997.

SCHAPERY, R. A. Nonlinear Viscoelastic and Viscoplastic Constitutive Equations Based on Thermodynamics. Mechanics of Time-Dependent Materials. Vol. 1, p209–240, 1997.

TSCHOEGL. N. W. Springer-Verlag The Phenomenological Thory of Linear Viscoelastic Behavior-an Introduction. 1st ed. Berlin: Springer-Verlag, 1989.

Downloads

Publicado

2017-02-03