Aplicação do método dos elementos discretos (DEM) formado por barras na simulação de processos de ruptura de materiais quase frágeis

Neste trabalho, uma versao do Metodo dos Elementos Discretos, formados por barras, (do ingles DEM) sera aplicada na simulacao do processo de fratura em materiais quase frageis. O DEM formado por barras e um metodo que consiste em representar o meio continuo atraves de um arranjo regular de barras de trelica. As massas sao concentradas nos nos e a rigidez das barras representa o comportamento da porcao do continuo que se deseja modelar. O balanco energetico e levado em conta durante todo o processo de fratura. Atraves de ensaios laboratoriais e possivel determinar as propriedades dos materiais bem como seu comportamento quando submetidos a esforcos. Apos a aquisicao destas caracteristicas procura-se utilizar o material na aplicacao que melhor adequar-se ao seu desempenho. Em materiais quase frageis, um fator que pode influenciar nos ensaios laboratoriais e o tamanho da amostra a ser testada, esse fenomeno e denominado efeito de escala, e relaciona o tamanho estrutural com a resistencia de ruptura do material. O principal foco deste trabalho e analisar o efeito de escala em especimes de materiais quase frageis no contexto do DEM para obter uma melhor compreensao dos processos de fratura a partir da lei constitutiva de Hillerborg. Tambem e possivel analisar, em paralelo, a quantificacao do dano anisotropico assim como sua localizacao durante o processo de falha nessas amostras, bem como a variacao da superficie de falha e sua evolucao com alteracoes dimensionais. A utilizacao do DEM na simulacao do processo de fratura em materiais quase frageis proporcionou a possibilidade de realizar a representacao dessa fratura desativando as barras que atingiram seus limites de resistencia, resultando assim em uma operacao bastante simples. Devido a isto ocorreu uma reducao de 57% no tempo de simulacao em comparacao com metodos classicos para resolucao de problemas na area da mecânica da fratura. Alem disso, houve a reducao de 20% nos custos do projeto final devido ao aumento das simulacoes realizadas, o que implicou na diminuicao dos ensaios laboratoriais que eram necessarios para verificar o efeito de escala em materiais quase frageis. Sendo assim, a simulacao correta do efeito de escala diminui os recursos economicos e os equipamentos necessarios para a realizacao de testes e ensaios, sendo possivel tambem comprovar a eficiencia e seguranca de estruturas mais complexas ou com estados de carregamentos combinados.