Analise de problemas de trincas interfaciais usando o metodo dos elementos de contorno

Esta dissertação apresenta um procedimento para a determinação dos fatores de intensidade de tensão devido a presença de trincas na interface de um componente bimaterial. O procedimento faz uso do método dos elementos de contorno baseado na formulação para problemas bidimensionais isotrópicos, carregados em modo I ou modo misto. Utilizou-se o método das sub-regiões para descrever cada um dos diferentes subdomínios, representados por cada um dos materiais. O domínio é dividido em duas sub-regiões e na interface são impostas condições de continuidade de deslocamentos e equilíbrio de forças, com exceção da região correspondente à trinca. O sistema de equações para o domínio completo é escrito adicionando-se o sistema de equações de cada sub-região. O procedimento proposto usa uma formulação direta de elementos de contorno juntamente com elementos de ponto a um quarto com singularidade de forças de superficie para melhor descrever o campo de tensões na ponta da trinca. Os fatores de intensidade de tensão são calculados através de equações dadas na literatura. O trabalho apresenta exemplos numéricos de chapas carregadas puramente em modo I ou em modo misto (modos I e TI acoplados). Esses exemplos mostram um estudo de convergência dos resultados devido ao refinamento de malha no qual se constata que os resultados dos problemas de trincas interfaciais pouco dependem da discretização do modelo, apresentando bons resultados mesmo para malhas grosseiras. Através da comparação dos resultados deste trabalho com resultados disponíveis na literatura mostra-se que existe uma boa concordância entre ambosThis thesis presents a procedure for computation of stress intensity factors due to the presence of interfacial cracks in bimaterial components. The procedure makes use of boundary elements method based on the formulation for bidimensional isotropic problems ldaded either in mode I or in mixed mode. The method of subregions was used to describe each one of the different subdomains, represented by each material. The domain is divided in two subregions. Conditions of displacement continuity and tractions equilibrium are imposed at the interface, except in the corresponding crack region. The system of equations for the full domain is written adding the system of equations for each subregion. The considered procedure uses a direct boundary element formulation together with traction singular quarter point elements that is very accurate to describe the stress field at crack tipo The stress intensity factors are computed using equations given in the literature. Analysis of results convergence due to mesh refinement is carried out. It is shown that the results have little dependence on the model discretization and good results are obtained even when a coarse mesh is used. A comparison between the results obtained in this work and those from literature show that they are in good agreemen