Percorrer por autor "ALVES, BRUNO MIGUEL FERREIRA"
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- Estudo numérico da propagação da fratura num suporte de um Dispositivo de Proteção Lateral com recurso a Métodos sem MalhaPublication . ALVES, BRUNO MIGUEL FERREIRA; Belinha, Jorge Américo de Oliveira PintoEsta dissertação de mestrado apresenta o estudo numérico de propagação de fratura num suporte de fixação vertical de um Lateral Protection Device (LPD) aplicado a veículos pesados de mercadorias. Um LPD constitui um componente mecânico crítico no âmbito da segurança rodoviária passiva, projetado de acordo com o Regulamento n.º 73 da United Nations Economic Commission for Europe (UNECE) para mitigar as consequências de colisões laterais e evitar o esmagamento de peões, ciclistas e motociclistas sob a estrutura do veículo pesado. Face à severidade operacional do setor automóvel, o componente pode estar sujeito a severos fenómenos de concentração de tensões. A simulação numérica através do tradicional método dos elementos finitos apresenta limitações, nomeadamente a dependência de uma malha com conectividade fixa e a necessidade de algoritmos de reconstrução de malha computacionalmente onerosos para simular a propagação de fissuras. Como alternativa para superar estes obstáculos, neste trabalho investigam-se os Métodos sem Malha, com foco no método Radial Point Interpolation Method (RPIM) e o Natural Neighbour Radial Interpolation Method (NNRPIM). Assim, o objetivo principal consiste em prever e analisar de forma rigorosa as trajetórias de fratura e a distribuição dos campos de tensão no suporte estrutural elaborado sob diferentes cenários de solicitação. Procura-se, deste modo, validar a eficiência e a fiabilidade dos métodos sem malha na análise de componentes da indústria automóvel. A metodologia adotada compreendeu a implementação numérica e paramétrica de diferentes casos de estudo no software computacional Finite Element and Meshless Analysis Software (FEMAS), integrando pré-fendas nas faces inferior e superior da peça. Além do método dos elementos finitos, foram aplicados o Radial Point Interpolation Method (RPIM) e o Natural Neighbour Radial Interpolation Method (NNRPIM), formulados sob o princípio dos trabalhos virtuais. A direção e o avanço autónomo da fratura foram definidos pelo critério da Tensão Tangencial Máxima. Os resultados geométricos demonstram uma forte correspondência na propagação das trajetórias da fratura geradas pelas abordagens sem malha e o modelo de referência em elementos finitos. Na análise dos campos de tensão, constatou-se que o desempenho dos métodos sem malha face ao método dos elementos finitos, proporciona uma maior nitidez cromática, mapeando o nível de tensões e a transição de tensões de forma contínua, fluida e suave. Conclui-se que os métodos sem malha assumem-se como alternativas computacionais robustas, viáveis e precisas. A supressão de restrições de conectividade fixa baseada em elementos permitiu capturar a descontinuidade física da fratura de forma contínua e automatizada, mitigando o custo computacional associado a processos de construção de malha sucessivos. Por fim, o estudo paramétrico evidenciou que a localização da pré-fenda imposta condiciona não só a magnitude dos picos de tensão, mas também a estabilidade do componente.