Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Machado Junior, Waldir Mariano
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 Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1640
Resumo: A significant part of the life of a mechanical component occurs, the crack propagation stage in fatigue. Currently, it is had several mathematical models to describe the crack growth behavior. These models are classified into two categories in terms of stress range amplitude: constant and variable. In general, these propagation models are formulated as an initial value problem, and from this, the evolution curve of the crack is obtained by applying a numerical method. This dissertation presented the application of the methodology "Fast Bounds Crack" for the establishment of upper and lower bounds functions for model evolution of crack size. The performance of this methodology was evaluated by the relative deviation and computational times, in relation to approximate numerical solutions obtained by the Runge-Kutta method of 4th explicit order (RK4). Has been reached a maximum relative deviation of 5.92% and the computational time was, for examples solved, 130,000 times more higher than achieved by the method RK4. Was performed yet an Engineering application in order to obtain an approximate numerical solution, from the arithmetic mean of the upper and lower bounds obtained in the methodology applied in this work, when you don’t know the law of evolution. The maximum relative error found in this application was 2.08% which proves the efficiency of the methodology "Fast Bounds Crack".
id UTFPR-12_8f899c082b40da64a38e69c8aa5f22d8
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1640
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trincaApplication of numerical method "fast bounds crack" for a estimate efficient evolution of crack sizeMetais - FadigaResistência de materiaisMateriais - TestesEngenhariaEngenharia mecânicaMetals - FatigueStrength of materialsMaterials - TestingEngineeringMechanical engineeringCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAA significant part of the life of a mechanical component occurs, the crack propagation stage in fatigue. Currently, it is had several mathematical models to describe the crack growth behavior. These models are classified into two categories in terms of stress range amplitude: constant and variable. In general, these propagation models are formulated as an initial value problem, and from this, the evolution curve of the crack is obtained by applying a numerical method. This dissertation presented the application of the methodology "Fast Bounds Crack" for the establishment of upper and lower bounds functions for model evolution of crack size. The performance of this methodology was evaluated by the relative deviation and computational times, in relation to approximate numerical solutions obtained by the Runge-Kutta method of 4th explicit order (RK4). Has been reached a maximum relative deviation of 5.92% and the computational time was, for examples solved, 130,000 times more higher than achieved by the method RK4. Was performed yet an Engineering application in order to obtain an approximate numerical solution, from the arithmetic mean of the upper and lower bounds obtained in the methodology applied in this work, when you don’t know the law of evolution. The maximum relative error found in this application was 2.08% which proves the efficiency of the methodology "Fast Bounds Crack".Uma parte significativa da vida de um componente mecânico pode ocorrer com a propagação de trincas em fadiga. Atualmente, dispõe-se de vários modelos matemáticos para descrever o comportamento do crescimento da trinca. Esses modelos são classificados em duas categorias em termos da amplitude de tensão: constante (CAC) e variável (CAV). Em geral, esses modelos de propagação são formulados como um problema de valor inicial (PVI) e, a partir disso, a curva de evolução da trinca é obtida através da aplicação de um método numérico. Nesta dissertação apresentou-se a aplicação da metodologia “Fast Bounds Crack” para o estabelecimento das funções cotas superior e inferior para modelos de evolução do tamanho de trinca. O desempenho desta metodologia foi avaliado através do desvio relativo e tempo computacional, em relação às soluções numéricas aproximadas obtidas pelo método de Runge-Kutta de 4º ordem explícito (RK4). Atingiu-se um desvio relativo máximo de 5,92% e o tempo computacional foi, para os exemplos resolvidos, 130000 vezes superior ao tempo obtido pelo método do RK4. Realizou-se, ainda, uma aplicação de Engenharia para a obtenção de uma solução numérica aproximada, a partir da média aritmética das cotas superior e inferior obtidas na metodologia aplicada neste trabalho, quando não se conhece a lei de evolução. O erro relativo máximo encontrado nessa aplicação foi de 2,08% o que comprova a eficiência da metodologia “Fast Bounds Crack”.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRSilva Júnior, Claudio Roberto Ávila dahttp://lattes.cnpq.br/9248567058033141Velásquez Alegre, José Antonio Andréshttp://lattes.cnpq.br/9795873015970798Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila daSilva Neto, João Morais daNascimento, Eduardo Mauro doBorges, Paulo CésarMachado Junior, Waldir Mariano2016-09-06T15:17:35Z2016-09-06T15:17:35Z2015-11-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMACHADO JUNIOR, Waldir Mariano. Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca. 2015. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1640porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2016-09-07T06:00:32Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/1640Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2016-09-07T06:00:32Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
Application of numerical method "fast bounds crack" for a estimate efficient evolution of crack size
title Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
spellingShingle Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
Machado Junior, Waldir Mariano
Metais - Fadiga
Resistência de materiais
Materiais - Testes
Engenharia
Engenharia mecânica
Metals - Fatigue
Strength of materials
Materials - Testing
Engineering
Mechanical engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
title_full Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
title_fullStr Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
title_full_unstemmed Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
title_sort Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca
author Machado Junior, Waldir Mariano
author_facet Machado Junior, Waldir Mariano
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da
http://lattes.cnpq.br/9248567058033141
Velásquez Alegre, José Antonio Andrés
http://lattes.cnpq.br/9795873015970798
Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da
Silva Neto, João Morais da
Nascimento, Eduardo Mauro do
Borges, Paulo César
dc.contributor.author.fl_str_mv Machado Junior, Waldir Mariano
dc.subject.por.fl_str_mv Metais - Fadiga
Resistência de materiais
Materiais - Testes
Engenharia
Engenharia mecânica
Metals - Fatigue
Strength of materials
Materials - Testing
Engineering
Mechanical engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Metais - Fadiga
Resistência de materiais
Materiais - Testes
Engenharia
Engenharia mecânica
Metals - Fatigue
Strength of materials
Materials - Testing
Engineering
Mechanical engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description A significant part of the life of a mechanical component occurs, the crack propagation stage in fatigue. Currently, it is had several mathematical models to describe the crack growth behavior. These models are classified into two categories in terms of stress range amplitude: constant and variable. In general, these propagation models are formulated as an initial value problem, and from this, the evolution curve of the crack is obtained by applying a numerical method. This dissertation presented the application of the methodology "Fast Bounds Crack" for the establishment of upper and lower bounds functions for model evolution of crack size. The performance of this methodology was evaluated by the relative deviation and computational times, in relation to approximate numerical solutions obtained by the Runge-Kutta method of 4th explicit order (RK4). Has been reached a maximum relative deviation of 5.92% and the computational time was, for examples solved, 130,000 times more higher than achieved by the method RK4. Was performed yet an Engineering application in order to obtain an approximate numerical solution, from the arithmetic mean of the upper and lower bounds obtained in the methodology applied in this work, when you don’t know the law of evolution. The maximum relative error found in this application was 2.08% which proves the efficiency of the methodology "Fast Bounds Crack".
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-11-03
2016-09-06T15:17:35Z
2016-09-06T15:17:35Z
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 MACHADO JUNIOR, Waldir Mariano. Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca. 2015. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1640
identifier_str_mv MACHADO JUNIOR, Waldir Mariano. Aplicação da metodologia numérica “fast bounds crack” para uma estimativa eficiente da evolução do tamanho de trinca. 2015. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1640
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.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1850498234974208000