Desenvolvimento de um simulador para problemas elastoplásticos afetados pela difusão e dano

Abstract

Este trabalho apresenta a modelagem e a simulação multifísica de um problema onde os fenômenos envolvidos interagem entre si, no espaço e no tempo, possuindo a seguinte característica: uma parte dos dados de um fenômeno depende das informações do outro fenômeno. A formulação foi desenvolvida utilizando o Princípio das Potências Virtuais e leis da termodinâmica. Cada um dos fenômenos tem uma lei de comportamento, que é usualmente descrita através de equações diferenciais parciais juntamente com as condições inicial e de contorno adequadas, resultando em leis de comportamento compartilhadas. Estes problemas são difíceis de simular, pois as equações de acoplamento entre os fenômenos são complexas resultando em um maior tempo de programação computacional e de testes de codificação. A programação computacional foi realizada no MPhyScas, pois há bastante flexibilidade e reusabilidade nas peças de software construídas, possibilitando a utilização do método de decomposição do operador para resolução de problemas acoplados. Além disto, para o fenômeno do dano, fez-se uma análise numérica alterando valores de parâmetros relacionados à resistência mecânica e outro relativo ao gradiente de dano. Para o problema elastoplástico afetado pela difusão e dano foi realizada uma simulação em uma placa com dois furos descentralizados e uma reentrância na parte inferior havendo distribuição de soluto uniforme em todo o seu domínio, submetida a um carregamento crescente. Os resultados obtidos foram confrontados com resultados numéricos realizados em outros trabalhos mostrando grande semelhança qualitativa. Como era de se esperar, os resultados mostraram que houve migração de soluto no interior da matriz metálica, assim como endurecimento mecânico, danificação e plastificação de algumas regiões.