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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2018.tde-04052018-185357
Document
Author
Full name
Enio Pontes de Deus
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 1997
Supervisor
Committee
Venturini, Wilson Sergio (President)
Fakury, Ricardo Hallal
Fruchtengarten, Julio
Proença, Sergio Persival Baroncini
Sáles, José Jairo de
Title in Portuguese
Análise do processo de fraturamento em vigas de pontes de aço sob efeito de fadiga
Keywords in Portuguese
Fissuras devido à fadiga
Mecânica da fratura
Pontes de aço
Técnica inversa
Abstract in Portuguese
O aparecimento e a propagação de fissuras nos elementos estruturais de uma ponte de aço podem ser resultantes de flutuações de carregamento. Os elementos soldados são suscetíveis ao aparecimento de descontinuidades internas localizadas nas soldas e são bem sensíveis às variações de tensões. A consideração da redistribuição dos esforços entre os elementos da estrutura têm importância relevante no planejamento do custo de recuperação. Desenvolve-se um modelo de análise em vigas de pontes de aço para simulação de abertura de fissuras ocasionadas por carregamento cíclico. Esse modelo considera duas alternativas possíveis para governar a propagação da fissura. A fase inicial é baseada na formulação da mecânica da fratura linear elástica a qual é geralmente utilizada na análise de fissuras devido à fadiga em estruturas de aço. O modelo é expandido para consideração dos conceitos de mecânica da fratura elasto-plástico. Durante inspeções de pontes de aço é possível aplicar uma técnica não destrutiva na determinação de variações de freqüências naturais e com esse artifício auxiliar na localização e verificação da amplitude de fissuras. A diminuição da rigidez do elemento estrutural é obtida através de uma técnica inversa. São desenvolvidos algoritmos correspondentes aos modelos simplificados para implementação em microcomputadores, sendo os resultados numéricos obtidos, comparados com as soluções calculadas através de um código de cálculo largamente utilizado em análises numéricas.
Title in English
Fracturing process analysis for steel bridge beams under fatigue effects
Keywords in English
Fatigue
Fracture mechanics
Inverse techniques
Steel bridges
Abstract in English
Crack formation and growth in steel bridge structural elements may be due to loading oscillalions. The welded elements are liable to internal discontinuities along welded joints and sensible to stress variations. The effort redistribution among the structural elements are very important to evaluate repairing costs. In this work a steel bridge beam model has been proposed to simulate crack openings due to cyclic loads. Two possibilities have been considered to model crack propagation. The initial phase is based on the linear fracture mechanics which is often adopted to analyse fracture formation in steel structure due to fatigue. The model is extended to incorporate elastoplastic fracture mechanic concepts. For steel bridge inspections, it is possible to adopt a non destructive technique to quantify the structure eigenvalue variation that will be used to help the localisation and size evaluation of the grown fracture. The structural element stiffness reduction is obtained by inverse analysis. The corresponding numerical algorithms to be implemented in microcomputers are proposed for those simplified models. Numerical results obtained by applying those developed codes are compared with the solutions achieved by using other well known computer software.
 
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Tese_Deus_EnioP.pdf (42.59 Mbytes)
Publishing Date
2018-05-04
 
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