Análise de degradação material, bifurcação e transição entre descontinuidades fracas e fortes através do Método dos Elementos de Contorno

A formulação implícita do método dos elementos de contorno é aplicada a problemas bidimensionais de falhas materiais envolvendo, sequencialmente, dissipação inelástica com amolecimento em meio contínuo, bifurcação e transição entre descontinuidades fracas e fortes. A condição de bifurcação é definida pela singularidade do tensor de localização, também conhecido, por questões históricas, como tensor acústico. As descontinuidades fracas estão associadas às bandas de localização de deformações de espessura finita, que vão se tornando cada vez mais estreitas até colapsar numa superfície de descontinuidade no campo de deslocamentos, denominada descontinuidade forte. Modelos constitutivos contínuos são adotados para a representação do material em todas estas etapas, levando-se em conta as adaptações provenientes da análise de descontinuidade forte nas fases pós-bifurcação. A metodologia é suficientemente genérica para o tratamento de qualquer tipo de instabilidade física e, de acordo com o modelo constitutivo adotado, as descontinuidades podem representar superfícies de deslizamento na geomecânica, bandas de cisalhamento em materiais dúcteis ou trincas em materiais frágeis (ou parcialmente frágeis). No entanto, nesta tese, apenas o último caso foi abordado, a partir da utilização de um modelo de dano isotrópico. A propagação da trinca no domínio sólido é realizada através de um algoritmo de geração automática de células e, neste contexto, a zona de processo de fratura na ponta da trinca fica totalmente representada pelas células em regime de dano contínuo e por aquelas em regime de descontinuidade fraca.