Formulação do MEC 2D para Análise de Propriedades de Materiais Compósitos

Resumo

Os materiais compósitos são amplamente conhecidos, com advento desde meados do século XX, sendo
uma classe de materiais capaz de combinar propriedades específicas em virtude da variedade de materiais
combinados em compósitos multifásicos engenheirados. Na atualidade, cada vez mais pesquisas são amplamente
desenvolvidas nas áreas experimental e computacional. Assim, havendo a união de dois ou mais constituintes que
apresentam características mecânicas distintas em cada uma das fases, os materiais compósitos podem promover
melhores propriedades para o produto final, seja resistência, flexibilidade ou durabilidade. Dentre esses
materiais, destacam-se os concretos autoadensáveis e os reforçados por fibras, ambos, basicamente, constituído
por duas fases: a matriz (contínua) e a fase dispersa (características geométricas das partículas ou fibras). Neste
contexto, o presente trabalho apresenta uma formulação usando o Método dos Elementos de Contorno 2D (MEC)
com as adequações pertinentes à análise de propriedades efetivas de materiais com inclusões em diferentes fases.
O domínio é subdividido em regiões com propriedades físicas diferentes, compartilhando, em suas interfaces,
deslocamentos e tensões. A formulação permite a definição de inclusões em um elemento representativo de
volume, de maneira a observar o comportamento da peça estrutural. A utilização destes procedimentos
proporciona a análise de materiais compósitos a fim de estabelecer propriedades físicas efetivas. O código
computacional foi elaborado na plataforma OCTAVE de código aberto, com discretizações feitas por elemento
linear descontínuo. Exemplos são apresentados para demostrar a adequação da formulação e do código
propostos.