| Revista: | Latin-American Journal of Computing (LAJC) |
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| Número de sistema: | 000565149 |
| ISSN: | 1390-9134 |
| Autores: | Martins, Caio César Prates1 Lemos, Brenda Resende2 de Oliveira Bone, Jean Pierre1 de Souza Galdino, André Gustavo2 Mendes de Andrade, Rodolfo Giacomim1 |
| Instituciones: | 1Federal Institute of Espírito Santo, 2Federal Institute of Espírito Sant, |
| Año: | 2024 |
| Volumen: | 11 |
| Número: | 1 |
| Paginación: | 30-41 |
| País: | Ecuador |
| Idioma: | Inglés |
| Resumen en inglés | Fracture mechanics is the mechanical approach to fracture processes, which emerged due to limitations in the application of traditional concepts of Mechanics of Materials to predict the behavior of cracked materials. Analytical problem solutions with this approach may be unattainable, which allows the use of numerical modeling, such as the finite element method. However, the use of more advanced software that solves engineering problems numerically is limited by its high cost. FEniCS is an open source computational platform that solves partial differential equations by the finite element method. Thus, from a tutorial for this computational platform, this work proposes to reproduce a classic problem of linear elastic fracture mechanics, based on the validation of a comparison of a linear elastic problem with the commercial software ANSYS ®. With the help of the provided tutorial, an code was built to model a three-point bending test. Implemented with the aid of Gmsh and Paraview, it was possible to obtain satisfactory results, and to show that FeniCS is a powerful and accessible tool for solving fracture mechanics problems. |
| Resumen en español | La mecánica de la fractura es el enfoque mecánico de los procesos de fractura, que surgió debido a las limitaciones en la aplicación de los conceptos tradicionales de la Mecánica de Materiales para predecir el comportamiento de los materiales fisurados. Las soluciones analíticas de los problemas con este enfoque pueden ser inalcanzables, lo que permite el uso de la modelización numérica, como el método de los elementos finitos. Sin embargo, el uso de software más avanzado que resuelve numéricamente problemas de ingeniería está limitado por su elevado coste. FEniCS es una plataforma computacional de código abierto que resuelve ecuaciones diferenciales parciales por el método de los elementos finitos. Así, a partir de un tutorial para esta plataforma computacional, este trabajo propone reproducir un problema clásico de mecánica de fractura elástica lineal, basado en la validación de una comparación de un problema elástico lineal con el software comercial ANSYS ®. Con la ayuda del tutorial proporcionado, se construyó un código para modelar un ensayo de flexión en tres puntos. Implementado con la ayuda de Gmsh y Paraview, fue posible obtener resultados satisfactorios, y demostrar que FeniCS es una herramienta potente y accesible para resolver problemas de mecánica de fractura. |
| Palabras clave: | Finite Elements, Fracture Mechanics, Numerical Modeling, FEniCS |
| Keyword: | Numerical Modeling, FEniCS, Finite Elements, Fracture Mechanics |
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