Propagação de fissuras em placas : uma abordagem utilizando o método dos elementos discretos

Abstract

A previsão do comportamento de placas fissuradas submetidas a diferentes condições de carregamento e condições de contorno representa um grande desafio para a engenharia de um modo geral. O assunto vem sendo estudado por diversos pesquisadores a partir de meados da década de 60 e teve um grande avanço nos últimos anos devido ao desenvolvimento da Mecânica das Fraturas. Os métodos numéricos mais utilizados para estudar o fenômeno são o Método dos Elementos Finitos (Finite Element Method, FEM), o Método dos Elementos de Contorno (Boundary Element Method, BEM) e o Método dos Elementos Discretos (Discrete Element Method, DEM). O Método dos Elementos Discretos consiste em representar o continuo espacialmente como um conjunto de massas discretas concentradas que interagem entre si por meio de elementos reticulados espaciais com rigidezes equivalentes à porção representada do continuo. Este método tem sido utilizado com êxito para representar o fenômeno de ruptura em materiais frágeis e não - homogêneos, para o estudo do comportamento de estruturas de concreto armado submetidas a cargas impulsivas nas fases pré e pós-ruptura e na simulação numérica da excitação sísmica. Neste trabalho é utilizado um modelo computacional baseado no Método dos Elementos Discretos, inicialmente desenvolvido por Rocha (1989), para estudar a propagação de fissuras em placas submetidas à flexão. São apresentados exemplos de aplicação e analisados diversos aspectos relevantes deste fenômeno como a velocidade de propagação da fissura e as acelerações induzidas no processo.