Browsing by Author "Novotny, Antonio André"

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    Nucleaçao e propagaçao de fraturas em placas de Kirchhoff utilizando o método de derivada topólogica
    (Associação Brasileira de Métodos Computacionais em Engenharia, 2020) Vanelli, Daniel; Xavier, Marcel; Giusti , Sebastián Miguel; Novotny, Antonio André
    O modelo de dano de Griffith-Francfort-Marigo descreve o comportamento de materiais frägeis em regime quasi-estätico, com foco na evoluçäo das regiöes de dano. Baseia-se na minimizaçäo de um funcional de forma dado pela soma da energia potencial total do sistema com o termo de dissipaçäo energëtica de Griffith, com relaçäo ` a distribuiçäo das fases saudäveis e danificadas, sob uma condiçäo de irreversibilidade. A energia potencial total do sistema, se dä, neste trabalho, pelo modelo mecänico para flexäo pura baseado nas hipóteses de Kirchhoff e é conhecido como teoria das placas de primeira ordem. Uma abordagem natural para lidar com esse problema de minimizaçäo consiste em utilizar o conceito de derivada topológica. Portanto, inicialmente ë apresentada a derivada topolögica para o funcional de forma em questäo, com respeito a nucleaçäo de uma inclusäo circular. Emseguida, a sensibilidade associada é utilizada para propor um esquema numérico simples a fim de determinar a nucleaçäo e a propagaçäo de fraturas em placas. Em outras palavras, a derivada topológica é utilizada como direçäo de descida para minimizar o funcional de Francfort-Marigo, indicando, em cada iteraçäo, as regiöes que seräo danificadas. Por fim, alguns exemplos numéricos säo apresentados a fim de validar a metodologia proposta.
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    Topological derivative-based topology optimization of plate structures under bending effects
    (Palaniappan Ramu, 2020) Carvalho, Fernando Soares de; Ruscheinsky, D.; Giusti, Sebastián Miguel; Anflor, Carla Tatiana Mota; Novotny, Antonio André
    Abstract In this work, the topological derivatives of L2 and energy norms associated with the solution to Kirchhoff and Reissner- Mindlin plate bending models are introduced. Based on existing theoretical results, closed forms of the sensitivities are presented. A zero-order term is introduced in the equilibrium equations, which allows for adapting the obtained sensitivities to the context of topology optimization of plates under elastic support and free vibration condition as well. The resulting analytical formulae are used together with a level-set domain representation method to devise a simple topology design algorithm. Several finite element-based representative numerical experiments are presented showing its applications to the compliance minimization and eigenvalue maximization of Kirchhoff as well as Reissner-Mindlin plate structures under bending effects.