Título

MODELAGEM CONSTITUTIVA DE ESTRUTURAS REFRATÁRIAS CONSIDERANDO EFEITOS DE DANO

CONSTITUTIVE MODELING OF REFRACTORY STRUCTURES CONSIDERING DAMAGE EFFECTS

Autoria

Teixeira, Lucas Breder; Penna, Samuel Silva

Teixeira, Lucas Breder

Eu sou esse autor

Penna, Samuel Silva

Eu sou esse autor

DOI

10.5151/1516-392X-30288

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Resumo

Esse trabalho discute a modelagem termo-mecânica fisicamente não linear de materiais refratários considerando os efeitos de danificação utilizando o Método dos Elementos Finitos. Inicialmente é feita uma descrição geral dos materiais refratários com foco em suas características termo-mecânicas, destacando principalmente suas propriedades elásticas e comportamento de amolecimento, e demonstrando sua considerável dependência da temperatura. Algumas considerações são feitas com relação à evolução dos modelos de simulação numérica aplicados a refratários, iniciando-se com os modelos lineares elásticos até o uso de modelos constitutivos complexos. O modelo de fissuração distribuída utilizado para calcular a perda de rigidez elástica é então apresentado, juntamente com a fundamentação matemática pertinente e sua relação com os parâmetros físicos do material. Para ilustrar a aplicabilidade do modelo alguns exemplos são apresentados, discutindo-se suas principais capacidades com relação ao projeto de estruturas refratárias.

This paper discusses the thermomechanical physically non-linear modelling of refractory materials considering the effects of damage using the Finite Element Method. Initially a general description of refractory materials is made focusing in their thermomechanical characteristics, highlighting mainly their elastic properties and softening behaviour, showing the considerable temperature dependency. Some considerations are made about the evolution of the numerical modelling of refractory materials, starting from linear elastic models until the use of complex constitutive models. The smeared cracking model used to calculate the stiffness lost is then presented, within the pertinent mathematical framework and its relation with the physical material parameters. To illustrate the applicability of the model some examples are provided, discussing its main capabilities in terms of design of refractory structures.

Palavras-chave

Refratários, Fissuração Distribuída, Dano, Elementos Finitos

Refractories, Smeared Cracking, Damage, Finite Elements