Método dos Elementos Finitos Generalizado Estável Aplicado a Problemas Bidimensionais da Elasticidade Linear
Este trabalho visa apresentar o tema sobre o Método dos Elementos Finitos Generalizados Estável (MEFGE) quanto a sua eficiência em gerar respostas aproximadas para problemas planos da elasticidade linear. A origem do MEFGE inicia-se, primeiramente, com o surgimento do Método dos Elementos Finitos (MEF) e do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). O MEF após várias décadas sendo aplicado, nos mais diversos tipos de análises, no campo da mecânica estrutural, tem algumas desvantagens e limitações em certas aplicações. Para superar estas limitações, surgiu o MEFG. O MEFG, de forma resumida, é a junção do MEF com a técnica de enriquecimento nodal. Já o enriquecimento nodal é a ampliação das aproximações originais do MEF sem acréscimo de número de nós aos elementos finitos originais. Destaca-se também que o próprio MEFG possui problemas relacionados com estabilidade numérica, fazendo com que algumas mudanças em sua formulação fossem desenvolvidas e que originou um novo método, o MEFGE. Dessa forma, neste trabalho, objetiva-se aprofundar o conhecimento sobre o MEFGE, assim como, analisar e testar o MEFGE para simulação de problemas planos da elasticidade linear. Especificamente, o MEFGE trata-se de uma modificação do MEFG objetivando solucionar o problema do condicionamento da matriz de rigidez e dos elementos localizados na região de transição entre a área enriquecida e a não enriquecida. Neste trabalho são utilizadas rotinas computacionais já existentes em Fortran, Python e Matlab para análise dos tópicos envolvendo o MEFGE e que são relevantes mencionar como: enriquecimento hierárquico, análise de erro (utilizando a norma da energia) e integração numérica . Os resultados até aqui obtidos mostraram a influência do interpolante (elemento da estrutura do enriquecimento nodal do MEFGE) presente na formulação do MEFGE no que diz respeito à eliminação dos monômios de grau 1 e que serviu de orientação para se verificar a importância do enriquecimento ser hierárquico. Também observou-se a melhora na resposta do campo de tensões e a possibilidade de utilizar um menor grau de discretização quando o enriquecimento é empregado. O MEFGE para problemas de trinca assim como a importância dos conceitos da mecânica da fratura são abordados visando orientar o leitor a entender as peculiaridades do método e demonstrar através de estudos e comparações a analogia dos modelos de referência com situações reais da mecânica estrutural.