Desenvolvimento de modelos numéricos para análise de fratura dúctil em metais termoviscoplásticos sob grandes deformações

Resumo

A análise de fratura dúctil em materiais por meio de elementos finitos considerando grandes deformações e efeitos térmicos é um campo promissor, desafiador e - ao mesmo tempo - estratégico para as indústrias automotiva, aeroespacial, naval e pesada, bem como para as etapas de projeto e dimensionamento em engenharia. O objetivo central do presente projeto de pesquisa é o desenvolvimento de ferramentas numéricas, por meio de elementos finitos, para modelagem de fratura dúctil em metais termoviscoplásticos altamente deformáveis. Para isso, serão empregadas formulações do tipo GTN (Gurson-Tvergaard-Needleman), as quais são descritas por modelos contínuos micromecânicos desenvolvidos para análise de dano dúctil em metais porosos por meio da modelagem do crescimento, da nucleação e da coalescência de vazios. O projeto será executado em uma estação de trabalho móvel (mobile workstation laptop), envolvendo as seguintes etapas: revisão bibliográfica para seleção dos modelos constitutivos específicos e das estratégias numéricas a serem implementados; desenvolvimento de códigos computacionais a partir daqueles já criados pelo proponente ao longo de sua carreira acadêmica; seleção dos problemas mecânicos/estruturais a serem analisados; simulações computacionais com as ferramentas numéricas desenvolvidas; análise dos resultados obtidos em relação ao comportamento mecânico do material; e redação de artigos científicos. Embora exista uma vasta bibliografia acerca dos tópicos deste projeto, a área de modelagem numérica de fratura dúctil de materiais termoviscoplásticos em grandes deformações continua aberta a novas investigações e a novos estudos. Ademais, o presente projeto abre a possibilidade de trabalhos em conjunto com outros docentes e pesquisadores de áreas relacionadas. O requerente possui ampla experiência com modelagem constitutiva em grandes deformações via elementos finitos para problemas contínuos e isotérmicos. A partir deste projeto, espera-se que o docente contribua para a área de previsão numérica de fratura dúctil em metais altamente deformáveis considerando efeitos da temperatura e da taxa de deformação. (AU)