Identificação da região de processo de fratura 3D para materiais refratários com Correlação de Volumes Digitais combinada ao Método dos Elementos Finitos

Resumo

As altas temperaturas e ambientes corrosivos em que concretos refratários são usados envolvem altos riscos. Neste contexto, a caracterização de suas propriedades de fratura se torna extremamente importante, sendo uma ferramenta essencial para a correta seleção, aplicação, desenvolvimento e pesquisa destes materiais. No entanto, a propagação de trincas depende da microestrutura e heterogeneidade, criando uma Zona de Processo de Fratura (ZPF), i.e., uma região que dissipa energia no entorno da ponta da trinca. Se a propagação de trinca for estudada apenas com informações da superfície, muitas informações do processo de fratura no interior da amostra não estão acessíveis. Neste projeto de estágio, propõe-se o estudo da ZPF com o uso de dados de volume obtidos via ensaios de fissuração pelo Método da Cunha realizados in-situ em um tomógrafo. Os campos de deslocamentos serão medidos experimentalmente por Correlação de Volumes Digitais e serão usados como condições de contorno para guiar simulações com elementos finitos. Os campos de deslocamentos medidos também serão confrontados com a cinemática da simulação como forma de validá-la. Parâmetros mecânicos relevantes serão extraídos, de forma a minimizar a norma "chi-quadrado" da diferença entre os dados medidos e simulados (i.e., carga e campos de deslocamentos). Esta metodologia será usada para obter parâmetros que relacionam o melhor possível os resultados experimentais com os das simulações. A ZPF será então medida pelos elementos danificados e as simulações computacionais considerarão os efeitos de rastro criados por mecanismos de dissipação de energia (e.g., união mecânica de agregados após trincamento, ramificações e microtrincas). Estas informações também fornecerão indícios sobre o caminho tridimensional da trinca.