Falha por fratura de estruturas em concreto submetidas a carregamentos concentrados pelo Método dos Elementos de Contorno

Resumo

Este estudo utiliza o Método dos Elementos de Contorno (MEC) para a modelagem da falha por fratura de estruturas tridimensionais em concreto submetidas a condições de contorno concentradas. A ausência de malha de domínio pelo MEC possibilita elevada precisão na avaliação dos campos mecânicos internos além de procedimentos menos complexos durante a propagação da fissura. No entanto, condições de contorno concentradas são frequentemente encontradas em mecânica da fratura. A versão Lagrangiana do MEC impõe tais condições de contorno aproximadamente por meio de elementos pequenos, os quais levam a instabilidades numéricas ou mesmo a representação inadequada do problema. Este estudo propõe uma formulação para a representação adequada de condições de contorno concentradas dentro da abordagem Lagrangiana do MEC. A mecânica da fratura não linear descreve os processos de falha material. A abordagem coesiva governa os processos não lineares de dissipação de energia, sendo os operadores constante e tangente responsáveis por solucionar o sistema não linear resultante. Três aplicações demonstram a precisão da formulação proposta, na qual as respostas do MEC são comparadas às soluções numéricas e experimentais disponíveis na literatura.

Palavras-chave:
condições de contorno concentradas; mecânica da fratura não linear; funções de enriquecimento; Modelagem da fratura tridimensional