Analise numerica de fadiga de baixo ciclo atraves da teoria de dano

Abstract

Neste trabalho, é apresentada uma teoria capaz de analisar o dano de fadiga de baixo ciclo em componentes mecânicos juntamente com um algoritmo, da classe de mapeamento de retorno, que integra as equações de elasto-plasticidade acoplada com dano. A teoria foi desenvolvida basicamente por Lemaitre (1992) e está fundamentada dentro do enfoque da termodinâmica dos processos irreversíveis. Este modelo considera o dano como sendo de caráter isotrópico e leva em consideração na análise elasto-plástica o endurecimento isotrópico e cinemático, ambos não lineares e dependentes da deformação plástica. O modelo de dano incorpora ainda o efeito do fechamento das microtrincas, que consiste na diferenciação da tensão efetiva entre o estado de tração e o estado de compressão do material. A introdução deste parâmetro torna necessária a partição do campo de tensões em uma parte positiva e em uma parte negativa. Já o algoritmo, apresentado por Simo & Taylor (1986) e generalizado por Benallal et al (1988), utiliza o método de Newton--Raphson tanto para a solução do conjunto de equações não lineares globais como para a solução do conjunto de equações não lineares locais. O método de elementos finitos é utilizado para a discretização do domínio em questão e o elemento finito utilizado é o quadrilátero completo de nove nós, classe Lagrangeana. Exemplos de fadiga de baixo ciclo unidimensional e bidimensional, estas sob a hipótese de estado plano de tensão, são apresentadas afim de poder acompanhar a evolução da variável de dano e também das demais variáveis de estado.