Dissertação de Mestrado

Este trabalho apresenta uma investigação numérica sobre o comportamento à fratura de corpos de prova SE(B) submetidos a flexão em quatro pontos, utilizando assimetria de carga. O estudo analisa corpos de prova com diferentes profundidades de trinca (a/W = 0,2 e a/W = 0,5) e geometrias (S/W = 4 e 8), para um material com encruamento moderado (n = 10). O principal objetivo é investigar os efeitos da assimetria de carga sobre a restrição plástica ao redor da trinca, utilizando as metodologias das Trajetórias J-Q e do Parâmetro de Triaxialidade (h), bem como as distribuições dos campos de tensões ao longo do plano da trinca. Três níveis de excentricidade de carga foram analisados: nula, intermediária e máxima. A configuração com excentricidade nula representa o corpo de prova SE(B) padrão de quatro pontos, servindo como referência para as demais condições. Para validar os resultados numéricos obtidos, foi realizada uma análise das zonas plásticas formadas no corpo de prova para cada configuração, com o objetivo de examinar os possíveis efeitos da assimetria de carga nas zonas plásticas. Os resultados mostram que a excentricidade de carga influencia a distribuição das tensões e a restrição plástica ao redor da trinca. A geometria do corpo de prova também teve efeitos significativos nas avaliações de restrição plástica e zonas plásticas. Essas observações são fundamentais para o entendimento do comportamento à fratura de materiais submetidos a condições de carregamento assimétrico, contribuindo para o aprimoramento de métodos de análise e projeto de componentes estruturais.

This work presents a numerical investigation on the fracture behavior of SE(B) specimens subjected to four-point bending, using load asymmetry. The study analyzes specimens with different crack depths (a/W = 0.2 and a/W = 0.5) and geometries (S/W = 4 and 8), for a material with moderate hardening (n = 10). The main objective is to investigate the effects of load asymmetry on plastic constraint around the crack, using the methodologies of J-Q Trajectories and the Triaxiality Parameter (h), as well as the stress field distributions along the crack plane. Three levels of load eccentricity were analyzed: null, intermediate, and maximum. The configuration with null eccentricity represents the standard SE(B) four-point specimen, serving as a reference for the other conditions. To validate the numerical results obtained, an analysis of the plastic zones formed in the specimen for each configuration was carried out, with the aim of examining the possible effects of load asymmetry on the plastic zones. The results show that load eccentricity influences the stress distribution and plastic constraint around the crack. The specimen geometry also had significant effects on the evaluations of plastic constraint and plastic zones. These observations are fundamental for understanding the fracture behavior of materials subjected to asymmetric loading conditions, contributing to the improvement of analysis methods and structural component design.