Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Bruna Caroline Campos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1843/32953
Resumo: The current work presents the employment of alternative numerical integration strategies over the conventional ones to be applied in the Generalized Finite Element Method context, specifically in two-dimensional Fracture Mechanics models. It is suggested to utilize the subdivision of elements and mapping of the integration points in mesh elements containing discontinuities or singularities, therefore representing the displacements and stress fields more precisely. It is aimed to validate the implemented strategies by analysing the strain energy and stiffness computed in a range of examples, comparing them to conventional Gauss quadrature situations. The cited strategies are also applied in cases modelled by the Stable Generalized Finite Element Method (GFEM), the global-local methodology (GFEMgl) and the Physically Non-Linear Analysis. It is achieved good results and reduced processing times due to the decrease in the number of integration points, which are allocated taking into account problems particularities. Computational implementations were performed as part of the expansion of INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), an open-source software project developed by the Structural Department of the Federal University of Minas Gerais.
id UFMG_2ce99e22897aa980e005103b0f36f57a
oai_identifier_str oai:repositorio.ufmg.br:1843/32953
network_acronym_str UFMG
network_name_str Repositório Institucional da UFMG
repository_id_str
spelling 2020-03-17T19:10:57Z2025-09-09T00:20:18Z2020-03-17T19:10:57Z2020-02-21https://hdl.handle.net/1843/32953The current work presents the employment of alternative numerical integration strategies over the conventional ones to be applied in the Generalized Finite Element Method context, specifically in two-dimensional Fracture Mechanics models. It is suggested to utilize the subdivision of elements and mapping of the integration points in mesh elements containing discontinuities or singularities, therefore representing the displacements and stress fields more precisely. It is aimed to validate the implemented strategies by analysing the strain energy and stiffness computed in a range of examples, comparing them to conventional Gauss quadrature situations. The cited strategies are also applied in cases modelled by the Stable Generalized Finite Element Method (GFEM), the global-local methodology (GFEMgl) and the Physically Non-Linear Analysis. It is achieved good results and reduced processing times due to the decrease in the number of integration points, which are allocated taking into account problems particularities. Computational implementations were performed as part of the expansion of INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), an open-source software project developed by the Structural Department of the Federal University of Minas Gerais.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisMétodo dos elementos finitos generalizadosIntegração numéricaMecânica da fraturaIntegração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBruna Caroline Camposinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGhttp://lattes.cnpq.br/2413404702658776Felício Bruzzi Barroshttp://lattes.cnpq.br/9765621436381704Samuel Silva PennaRodrigo Guerra PeixotoMarcos ArndtO presente trabalho apresenta a utilização de estratégias de integração numérica alternativas às convencionais a serem aplicadas no contexto do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG), especificamente em modelos bidimensionais da Mecânica da Fratura. Propõe-se o emprego da subdivisão de elementos e mapeamento dos pontos de integração em elementos da malha contendo descontinuidades ou singularidades, representando assim de forma mais realista os campos de deslocamentos e tensões. Busca-se validar as estratégias implementadas por meio da análise da energia de deformação e da rigidez calculadas em exemplos variados, comparando-as com casos onde é empregada a quadratura de Gauss convencional. As estratégias citadas são aplicadas também no âmbito do Método dos Elementos Finitos Generalizados Estável (MEFGE), da metodologia global-local (MEFGgl) e da Análise Fisicamente Não-Linear. Obtém-se resultados mais precisos e tempos de processamento reduzidos devido à diminuição do número de pontos de integração, que passam a ser posicionados levando em conta as especificidades do problema. As implementações computacionais foram realizadas como parte da expansão do sistema INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), um projeto de software livre desenvolvido pelo Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade Federal de Minas Gerais.BrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURASPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de EstruturasUFMGTEXTDissertação Bruna Caroline.pdf.txttext/plain187859https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/b73a94d3-5f96-41c8-973c-3f5432027b44/downloade729b9dad3320688616dd46bdeae617fMD51falseAnonymousREADORIGINALDissertação Bruna Caroline.pdfapplication/pdf26258199https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/914d82e6-6b23-4863-aa51-df6610ad18c4/download70e576ac1521e457b7a20b98e2e3883bMD52trueAnonymousREADLICENSElicense.txttext/plain2119https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/c87cbc85-5e2c-43da-b8ef-93b6daf5cf84/download34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertação Bruna Caroline.pdf.jpgDissertação Bruna Caroline.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2695https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/d3f413e7-3685-4121-889e-3549d5d17edd/download7f5489d89cbd4914cd4b1afdfc0a543dMD54falseAnonymousREAD1843/329532025-09-09 15:53:34.449open.accessoai:repositorio.ufmg.br:1843/32953https://repositorio.ufmg.br/Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2025-09-09T18:53:34Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)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
dc.title.none.fl_str_mv Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
title Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
spellingShingle Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
Bruna Caroline Campos
Método dos elementos finitos generalizados
Integração numérica
Mecânica da fratura
title_short Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
title_full Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
title_fullStr Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
title_full_unstemmed Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
title_sort Integração numérica por decomposição de elementos no contexto do método dos elementos finitos generalizados
author Bruna Caroline Campos
author_facet Bruna Caroline Campos
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Bruna Caroline Campos
dc.subject.other.none.fl_str_mv Método dos elementos finitos generalizados
Integração numérica
Mecânica da fratura
topic Método dos elementos finitos generalizados
Integração numérica
Mecânica da fratura
description The current work presents the employment of alternative numerical integration strategies over the conventional ones to be applied in the Generalized Finite Element Method context, specifically in two-dimensional Fracture Mechanics models. It is suggested to utilize the subdivision of elements and mapping of the integration points in mesh elements containing discontinuities or singularities, therefore representing the displacements and stress fields more precisely. It is aimed to validate the implemented strategies by analysing the strain energy and stiffness computed in a range of examples, comparing them to conventional Gauss quadrature situations. The cited strategies are also applied in cases modelled by the Stable Generalized Finite Element Method (GFEM), the global-local methodology (GFEMgl) and the Physically Non-Linear Analysis. It is achieved good results and reduced processing times due to the decrease in the number of integration points, which are allocated taking into account problems particularities. Computational implementations were performed as part of the expansion of INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), an open-source software project developed by the Structural Department of the Federal University of Minas Gerais.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-03-17T19:10:57Z
2025-09-09T00:20:18Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-03-17T19:10:57Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-02-21
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1843/32953
url https://hdl.handle.net/1843/32953
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFMG
instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
instname_str Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron_str UFMG
institution UFMG
reponame_str Repositório Institucional da UFMG
collection Repositório Institucional da UFMG
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/b73a94d3-5f96-41c8-973c-3f5432027b44/download
https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/914d82e6-6b23-4863-aa51-df6610ad18c4/download
https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/c87cbc85-5e2c-43da-b8ef-93b6daf5cf84/download
https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/d3f413e7-3685-4121-889e-3549d5d17edd/download
bitstream.checksum.fl_str_mv e729b9dad3320688616dd46bdeae617f
70e576ac1521e457b7a20b98e2e3883b
34badce4be7e31e3adb4575ae96af679
7f5489d89cbd4914cd4b1afdfc0a543d
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufmg.br
_version_ 1862105621630812160