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Análise dos mecanismos de fratura de refratários a temperatura ambiente e elevadas com o método da cunha e correlação de imagens

Processo: 18/23081-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2019
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2024
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Rodrigo Bresciani Canto
Beneficiário:Rafael Vargas Maginador
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):21/09238-6 - Identificação da região de processo de fratura 3D para materiais refratários com correlação de volumes digitais combinada ao método dos elementos finitos, BE.EP.DR
Assunto(s):Concreto refratário   Fraturas   Temperatura ambiente   Alta temperatura   Imagem digital   Método dos elementos finitos   Método da cunha
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Alta temperatura | correlação de imagens digitais | correlação de volumes digitais | Método da cunha | Método dos Elementos Finitos | Propagação de Trincas | Concretos Refratários

Resumo

Concretos refratários são essenciais para indústrias de base. Sua formulação e caracterização são cruciais na minimização de perdas energéticas e custos do processo. O aumento da previsibilidade de falhas se torna indispensável para reduzir os riscos nestas aplicações em altas temperaturas. Poucos ensaios mecânicos a altas temperaturas são analisados com medidas de campo, mesmo com os vastos estudos sobre estes materiais. Esta abordagem permite a aferição de mecanismos de fratura diretamente na temperatura de serviço. Com microestruturas complexas, a propagação de trincas não é sempre conhecida ao longo da espessura da amostra, mesmo em temperatura ambiente. Esta tese visa preencher esta lacuna propondo a análise de ensaios a alta temperatura do Método da Cunha (MC) com Correlação de Imagens Digitais (CID), e ensaios do MC a temperatura ambiente realizados dentro de um tomógrafo com Correlação de Volumes Digitais (CVD). Com esses resultados de campo (de deslocamentos), se torna possível validar simulação de propagação de trincas em códigos de Elementos Finitos (EF). Um forno será construído com câmeras acopladas e mecanismos que permitem a aquisição de imagens para o MC a altas temperaturas (até 1200°C). O material será selecionado considerando a relevância tecnológica e para apresentar um bom contraste aos raios-X. A geometria será otimizada para melhorar a resolução dos volumes obtidos. É esperado realizar um dos primeiros ensaios do MC em alta temperatura com medidas de campo, e também a temperatura ambiente dentro de um tomógrafo. Ambas as abordagens são complementares para a melhor compreensão de mecanismos de fratura neste teste com propagação estável de trincas, não apenas no interior da amostra, mas também em ambiente próximos da aplicação final. (AU)

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Publicações científicas (13)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SCIUTI, VINICIUS FIOCCO; VARGAS, RAFAEL; CANTO, RODRIGO BRESCIANI; HILD, FRANCOIS. Modal characterization of crack network development in an MgO containing refractory castable. JOURNAL OF STRAIN ANALYSIS FOR ENGINEERING DESIGN, v. N/A, p. 11-pg., . (18/23081-0, 18/02801-4, 18/15266-0)
VARGAS, R.; TSITOVA, A.; BERNACHY-BARBE, F.; BARY, B.; CANTO, R. B.; HILD, F.. On the identification of cohesive zone model for curved crack in mortar. STRAIN, v. 56, n. 6, SI, . (18/15266-0, 18/23081-0)
VARGAS, R.; CANTO, R. B.; HILD, F.. On the calibration of cohesive parameters for refractories from notch opening displacements in wedge splitting tests. Journal of the European Ceramic Society, v. 41, n. 14, p. 7348-7361, . (18/15266-0, 18/23081-0, 10/20920-9)
VARGAS, R.; CANTO, R. B.; HILD, F.; ROUX, S.. On accounting for speckle extinction via DIC and PCA. OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING, v. 149, . (18/15266-0, 18/23081-0)
SCIUTI, V. F.; VARGAS, R.; CANTO, R. B.; HILD, F.. Pyramidal adaptive meshing for Digital Image Correlation dealing with cracks. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 256, . (10/20920-9, 18/15266-0, 18/23081-0, 18/02801-4)
VARGAS, R.; CANTO, R. B.; HILD, F.. Cohesive properties of refractory castable at 600 degrees C: Effect of sintering and testing temperature. Journal of the European Ceramic Society, v. 42, n. 14, p. 17-pg., . (18/15266-0, 20/08077-6, 18/23081-0, 21/09238-6)
SCIUTI, VINICIUS FIOCCO; VARGAS, RAFAEL; GUERRERO, NESTOR; MARANTE, MARIA EUGENIA; HILD, FRANCOIS. Digital image correlation analyses of masonry infilled frame: Uncertainty-based mesh refinement and damage quantification. MATHEMATICS AND MECHANICS OF SOLIDS, v. N/A, p. 23-pg., . (18/23081-0, 21/09238-6)
VARGAS, R.; PINELLI, X.; SMANIOTTO, B.; HILD, F.; CANTO, R. B.. On the effect of sintering temperature on the fracture energy of an Alumina-Mullite-Zirconia castable at 600?C. Journal of the European Ceramic Society, v. 41, n. 7, p. 4406-4418, . (18/15266-0, 18/23081-0, 18/02801-4)
VARGAS, R.; CANTO, R. B.; SMANIOTTO, B.; HILD, F.. Calibration of cohesive parameters for a castable refractory using 4D tomographic data and realistic crack path from in-situ wedge splitting test. Journal of the European Ceramic Society, v. 43, n. 2, p. 16-pg., . (18/23081-0, 21/09238-6, 20/08077-6)
FABRIS, DEBORA CRISTINA NIERO; MIGUEL, ENZO HENRIQUE; VARGAS, RAFAEL; CANTO, RODRIGO BRESCIANI; VILLAS-BOAS, MARIANA DE OLIVEIRA CARLOS; PEITL, OSCAR; SGLAVO, VINCENZO M.; ZANOTTO, EDGAR DUTRA. Microstructure, residual stresses, and mechanical performance of surface crystallized translucent glass-ceramics. Journal of the European Ceramic Society, v. 42, n. 11, p. 12-pg., . (13/07793-6, 19/12417-0, 18/23081-0, 20/08077-6)
SONEGO, M.; SCIUTI, V. F.; VARGAS, R.; CANTO, R. B.; PESSAN, L. A.. Composite design bioinspired by the mesocarp of Brazil nut (Bertholletia excelsa). BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS, v. 17, n. 4, p. 14-pg., . (18/23081-0, 18/02801-4, 15/25523-1)
JAILIN, CLEMENT; BOUTERF, AMINE; VARGAS, RAFAEL; HILD, FRANCOIS; ROUX, STEPHANE. Sub-minute In Situ Fracture Test in a Laboratory CT Scanner. INTEGRATING MATERIALS AND MANUFACTURING INNOVATION, v. 8, n. 3, p. 413-422, . (18/23081-0)
VARGAS, R.; TSITOVA, A.; BERNACHY-BARBE, F.; BARY, B.; CANTO, R. B.; HILD, F.. On the identification of cohesive zone model for curved crack in mortar. STRAIN, v. 56, n. 6, p. 22-pg., . (18/23081-0, 18/15266-0)

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