Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Rodrigues, Vinícius Aquino Machado
Orientador(a): Malcher, Lucival
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://repositorio.unb.br/handle/10482/42189
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.
id UNB_becad6aa902186580d15f0a95819f960
oai_identifier_str oai:repositorio2.unb.br:10482/42189
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Rodrigues, Vinícius Aquino MachadoMalcher, Lucival2021-10-28T20:04:18Z2021-10-28T20:04:18Z2021-09-282021-07-30RODRIGUES, Vinícius Aquino Machado. Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico. 2021. 106 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/42189Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.Esta dissertação tem como objetivo principal implementar, através de uma estratégia implícita de integração das equações de fluxo o modelo constitutivo de Rousselier, em uma proposição onde leva-se em consideração a porosidade como variável interna de dano e endurecimento isotrópico, no intuito de descrever o comportamento mecânico até a fratura dúctil das ligas de alumínio AA6101-T4 e de aço AISI 4340-Recozida, considerando os regimes elástico e plástico. Os ensaios experimentais foram obtidos segundo os trabalhos de Rodrigues (2018) e Malcher et al. (2020), onde foram usinados corpos de prova a partir da liga de alumínio AA6101-T4, com as seguintes geometrias: cilíndrico liso, entalhado com 10mm e entalhado com 6mm. Para o caso da liga de aço AISI 4340-Recozida os procedimentos experimentais foram retirados do trabalho de Morales (2020), onde foram usinados corpos de prova com as seguintes geometrias: cilíndrico liso, entalhado com 10mm, entalhado com 6mm e entalhado com 4mm. Os ensaios experimentais, para ambos os trabalhos citados anteriormente foram conduzidos mediante a aplicação de cargas monotônicas de tração, selecionados de maneira a observar diferentes níveis de razão de triaxialidade, na definição do estado de tensão. As ligas AA6101-T4 e AISI 4340-Recozida foram selecionadas de modo a permitir a análise da influência do nível de ductilidade no desempenho do modelo. O modelo de Rousselier foi calibrado partir dos resultados experimentais citados anteriormente, sendo possível a análise da deformação plástica equivalente na fratura e a porosidade crítica. Para efeitos comparativos, o modelo de Rousselier foi contraposto com o modelo de Gurson, bem como com os resultados experimentais, com o objetivo de se avaliar a capacidade preditiva do local e instante esperado para a falha dúctil, para o modelo de Rousselier. Inicialmente foram abordados os detalhes matemáticos de cada modelo assim como seus respectivos algoritmos de integração implícita, por meio da resolução de sistemas não-lineares de equações residuais pelo método de Newton-Raphson. Observou-se que a deformação plástica equivalente na fratura diminui com o aumento do nível da razão de triaxialidade para ambas as ligas estudadas para o modelo de Gurson, conforme observa-se na literatura. No entanto, as simulações realizadas segundo o modelo de Rousselier apresenta a mesma variável como independente do nível de triaxialidade, apresentando o mesmo nível de deformação plástica crítica. Foi possível observar que o modelo de Rousselier apresenta uma descrição indicando que o material poderia resistir mais a fratura, diferente do observado na prática onde o corpo de prova já havia fraturado. Quanto a determinação do local para início da falha no corpo de prova, o modelo de Rousselier indicou a parte externa do corpo de prova como ponto crítico, diferentemente do observado experimentalmente. Para ambas as ligas o modelo de Rousselier apresentou erros relativos ao deslocamento na fratura maiores do que o modelo de Gurson, especialmente no caso da liga AISI 4340-Recozida, indicando seu uso preferencialmente, em materiais com maiores níveis de ductilidade, como o caso da liga de alumínio AA 6101-T4.This dissertation has as main objective to implement, through an implicit strategy of integration of the flow equations, the constitutive model of Rousselier in a proposition where porosity is considered as an internal variable of damage and isotropic hardening, in order to describe the mechanical behavior until the ductile fracture of the aluminum alloy AA6101-T4 and steel alloy AISI 4340-Annealed, considering the elastic and plastic regimes. The experimental tests were obtained according to the works of Rodrigues (2018) and Malcher et al. (2020), where specimens were machined from the aluminum alloy AA6101-T4, with the following geometries: smooth cylindrical, notched with 10mm and notched with 6mm. For the case of steel alloy AISI 4340-Annealed, the experimental procedures were taken from the work of Morales (2020), where specimens were machined with the following geometries: smooth cylindrical, notched with 10mm, notched with 6mm and notched with 4mm. The experimental tests for both works mentioned previously were conducted by applying monotonic tensile loads, selected in order to observe different levels of stress triaxiality, in the definition of the stress state. The alloys AA6101-T4 and AISI 4340-Annealed were selected in order to analyze the influence of the level of ductility at the model’s performance. Rousselier’s model was calibrated from the experimental results mentioned previously, making it possible to analyze the equivalent plastic strain in the fracture and the critical porosity. For comparative purposes, Rousselier’s model was contrasted with Gurson’s model as well as with the experimental results, with the objective of evaluating the predictive capacity of the expected location and instant for the ductile fracture, for the Rousselier’s model. Initially, the mathematical details of each model were addressed, as well as their respective implicit integration algorithms, through the resolution of nonlinear systems of residual equations by the Newton-Raphson method. It was observed that the equivalent plastic strain at the fracture decreases with the increase of the stress triaxiality for both alloys studied, AA6101-T4 and AISI 4340-Annealed, for the Gurson’s model, as observed in the literature. However, the simulations performed according to the Rousselier’s model present the same variable as independent of the stress triaxiality, presenting the same level of critical plastic strain. It was possible to observe that Rousselier’s model presents a description that the material could resist more to fracture, different from what was observed in practice where the specimen had already fractured. Regarding the determination of the local for the beginning of the failure in the specimen, the Rousselier’s model indicated the external part of the specimen as a critical point, differently from what was observed experimentally. For both alloys, the Rousselier’s model showed greater relative errors to fracture displacement than the Gurson’s model, especially in the case of the AISI 4340-Annealed alloy, indicating its preferential use in materials with higher levels of ductility, such as the case of the aluminum alloy AA 6101-T4.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessImplementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálicoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisModelo de RousselierModelo de GursonFratura dúctilMicromecânica do defeitoporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2021_ViníciusAquinoMachadoRodrigues.pdf2021_ViníciusAquinoMachadoRodrigues.pdfapplication/pdf2884766http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/42189/1/2021_Vin%c3%adciusAquinoMachadoRodrigues.pdfbc95013f10e8366910d3810e60412b48MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/42189/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/421892024-02-08 18:40:49.216open accessoai:repositorio2.unb.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2024-02-08T21:40:49Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
title Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
spellingShingle Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
Rodrigues, Vinícius Aquino Machado
Modelo de Rousselier
Modelo de Gurson
Fratura dúctil
Micromecânica do defeito
title_short Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
title_full Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
title_fullStr Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
title_full_unstemmed Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
title_sort Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico
author Rodrigues, Vinícius Aquino Machado
author_facet Rodrigues, Vinícius Aquino Machado
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Vinícius Aquino Machado
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Malcher, Lucival
contributor_str_mv Malcher, Lucival
dc.subject.keyword.pt_BR.fl_str_mv Modelo de Rousselier
Modelo de Gurson
Fratura dúctil
Micromecânica do defeito
topic Modelo de Rousselier
Modelo de Gurson
Fratura dúctil
Micromecânica do defeito
description Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.
publishDate 2021
dc.date.submitted.none.fl_str_mv 2021-07-30
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-10-28T20:04:18Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-10-28T20:04:18Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2021-09-28
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.citation.fl_str_mv RODRIGUES, Vinícius Aquino Machado. Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico. 2021. 106 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.unb.br/handle/10482/42189
identifier_str_mv RODRIGUES, Vinícius Aquino Machado. Implementação implícita do Modelo de Rousselier e avaliação da fratura dúctil em materiais metálico. 2021. 106 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.
url https://repositorio.unb.br/handle/10482/42189
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.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/42189/1/2021_Vin%c3%adciusAquinoMachadoRodrigues.pdf
http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/42189/2/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv bc95013f10e8366910d3810e60412b48
bacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801864353854521344

Registros relacionados