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Type: Tese
Title: Modelagem de fratura dúctil em colisão de embarcações utilizando modelo de dano de Lemaitre modificado
Author(s)/Inventor(s): Martínez Fernández, Jorge Luis
Advisor: Vaz, Murilo Augusto
Co-advisor: Cyrino, Julio Cesar Ramalho
Abstract: Nos últimos 20 anos, o estudo de acidentes envolvendo colisão e encalhamento de navios levou ao desenvolvimento de diferentes metodologias, e para simular numericamente a fratura dúctil do material, vários critérios de falha foram aplicados. Com esta perspectiva, considera-se nesta tese um novo enfoque para aplicação na análise numérica de colisão e encalhamento de navios, que é a Mecânica do Dano Contínuo (MDC), onde nas relações constitutivas do material são introduzidas novas variáveis internas relacionadas ao dano produzido pelo campo de tensões. O objetivo do presente trabalho é propor e avaliar uma modificação do modelo de dano de Lemaitre, que é chamado de Modelo com Função Denominador do Dano (MFDD), para a predição do local e instante do início da fratura do material. Nesta tese, também será descrito a implementação do modelo proposto, utilizando as sub-rotinas UMATs integradas ao programa LS-DYNA. Para validar o critério de fratura proposto, foram conduzidas comparações com resultados experimentais apresentados na literatura de compressão em cilindros maciços de alumínio, de indentação em dois painéis de aço e de compressão de colunas cruciformes de alumínio. Finalmente, é apresentada uma proposta de metodologia para simular a colisão de navios, utilizando o modelo proposto como critério de falha do material. Nestas aplicações, os resultados encontrados com o MFDD também foram comparados com os obtidos pelos critérios RTCL, BWH e um modelo de MDC proposto por MALCHER (2011). Nestas comparações, os resultados em termos do local da fratura e da curva força versus deslocamento foram excelentes.
Abstract: Over the last 20 years, the study of accidents involving ship collisions and strandings has led to the development of different methodologies, and to simulate numerically the material’s ductile fracture, several failure criteria have been applied. With this perspective, thi3s article considers a new approach for the application of numerical analysis to ship collision and stranding, based on the Continuum Damage Mechanics (CDM), where new internal variables are inserted in the material constitutive equations, related to the damage produced by the stress field. The objective of this thesis is to propose and assess a modification in Lemaitre’s damage model, called Model with Denominator of Damage Function (MDDF), for the prediction of the location and time instant of the material fracture initiation. The implementation of the proposed model, using the UMATs subroutines integrated to the LS-DYNA program is also described. To validate the proposed fracture criterion, comparisons are conducted with the experimental results, present in the literature: compression in solid aluminum cylinders, indentation in two steel panels and compression of cruciform aluminum columns. Finally, a methodology is developed to simulate ship collisions using the proposed model as material failure criterion. In these applications the results found with the MDDF were also compared with those obtained by the RTCL, BWH criteria and MALCHER (2011) model. In these comparisons, the results in terms of fracture local and force versus displacement curve were excellent.
Keywords: Engenharia oceânica
Colisão de navios
Mecânica de dano
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Apr-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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