Comportamento Mecânico de Ligações Soldadas. Modelação Simulação Numérica

Abstract

Nesta dissertação analisa-se a influência da heterogeneidade de propriedades mecânicas e das dimensões da Zona Termicamente Afectada sobre o comportamento mecânico de ligações soldadas em Aços de Alta Resistência. Com este objectivo, descreve-se um estudo numérico sobre o comportamento elastoplástico de soldaduras solicitadas em grandes deformações. O trabalho realizado divide-se em três partes fundamentais: Parte I Com base nos resultados da simulação numérica do ensaio de tracção, discute-se o comportamento mecânico das soldaduras na ausência de defeitos. Desenvolvem-se, um modelo que permite calcular a resistência global da ligação em função da heterogeneidade de propriedades mecânicas da soldadura e, também, um método para determinar as características mecânicas médias da Zona Termicamente Afectada. Resultados de ensaios experimentais são utilizados para validar o modelo e o método propostos. Parte II Descreve-se o processo de desenvolvimento e implementação de um algoritmo no programa de elementos finitos EPIM3D, para o cálculo numérico tridimensional do Integral J. Realizam-se testes numéricos de optimização dos modelos geométricos utilizados nas simulações numéricas dos problemas de Mecânica da Fractura. Parte III Estuda-se o comportamento mecânico de soldaduras com defeitos, através da simulação numérica do ensaio de flexão em três pontos. A variação da resistência à fractura é estudada em função do posicionamento da fenda relativamente ao eixo da soldadura, das dimensões das diferentes zonas e das propriedades mecânicas da Zona Termicamente Afectada. Esta análise é realizada através do cálculo numérico do Integral J e dos campos de tensão e deformação na extremidade da fenda.