Formulações do método dos elementos de contorno para a mecânica da fratura em materiais anisotrópicos e não-homogêneos

Abstract

Duas formulações do Método dos Elementos de Contorno baseadas em força de superfície e deslocamento são apresentadas para problemas contendo trinca em modo III (cisalhamento anti-plano) em meio anisotrópico e exponencialmente não-homogêneo. As equações integrais de contorno são singulares fortes e são avaliados usando o Shifted Point Method (SPM). O elemento de contorno contento a ponta da trinca é descrito através de um elemento especial chamado de quarter-point. As três principais configurações de trinca, trinca central, trinca inclinada e trinca no contorno são estudadas para determinar o fator de intensidade de tensão (SIF). Todos os problemas são simulados usando programas desenvolvidos em MATLAB ® , baseados em elementos de contorno quadráticos, isoparamétricos e contínuos com SPM. Resultados para o caso homogêneo e isotrópico são comparados com soluções disponíveis na literatura, mostrando bons resultados. Para o caso de não-homogeneidade exponencial, resultados numéricos são obtidos para meios fracamente rígidos e meios suaves.