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dc.creatorSantos, Bruno dos-
dc.date.accessioned2024-03-11T19:55:07Z-
dc.date.available2024-03-11T19:55:07Z-
dc.date.issued2023-10-18-
dc.identifier.citationSANTOS, Bruno dos. Quantificação da incerteza dos modelos de Willenborg via metodologia Fast Crack Bounds - Monte Carlo. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33579-
dc.description.abstractIn industrial sectors, the concept of damage tolerance is widely applied, assuming the existence of a crack that will eventually evolve and lead to the catastrophic failure of a component. Hence, it becomes necessary to monitor its evolution under working conditions. Consequently, linear elastic fracture mechanics provides numerous models seeking to describe crack growth. In this study, we explore the application of Willenborg’s variable amplitude stress models, including the original model, the generalized model, and the modified model. Since the crack propagation process is nonlinear and influenced by multiple factors, uncertainties in the model’s defining parameters are acknowledged. Therefore, the objective is to quantify the uncertainty of the crack propagation phenomenon. To achieve this, uncertainty modeling is carried out using random variables. Subsequently, the Monte Carlo simulation and Fast Crack Bounds methods are employed in conjunction to estimate the statistical moments of the stochastic process, namely, the “crack size.” The performance of the proposed approach is evaluated through the combination of Sequential Monte Carlo Simulation methods with fourth-order Runge-Kutta. To validate the proposed solution, four classical examples from fracture mechanics are employed. The results demonstrate the precision and efficiency of the Fast Crack Bounds methodology, with computational gains of at least 10280.95% over the RK4 solution and relative deviations of no more than 29.94%. These findings showcase the applicability and effectiveness of the Fast Crack Bounds method.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectMonte Carlo, Método dept_BR
dc.subjectMecânica da fraturapt_BR
dc.subjectFalhas estruturaispt_BR
dc.subjectModelos matemáticospt_BR
dc.subjectProcesso estocásticopt_BR
dc.subjectMetais - Fadigapt_BR
dc.subjectDeformações e tensõespt_BR
dc.subjectConfiabilidade (Engenharia) - Métodos estatísticospt_BR
dc.subjectMonte Carlo methodpt_BR
dc.subjectFracture mechanicspt_BR
dc.subjectStructural failurespt_BR
dc.subjectMathematical modelspt_BR
dc.subjectStochastic processespt_BR
dc.subjectMetals - Fatiguept_BR
dc.subjectStrains and stressespt_BR
dc.subjectReliability (Engineering) - Statistical methodspt_BR
dc.titleQuantificação da incerteza dos modelos de Willenborg via metodologia Fast Crack Bounds - Monte Carlopt_BR
dc.title.alternativeUncertainty quantification of Willenborg's models using the Fast Crack Bounds - Monte Carlo methodpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoNos setores industriais, o conceito de tolerância a danos é amplamente aplicado, assumindo a existência de uma trinca que eventualmente evoluirá levando a falha catastrófica do componente, tornando-se necessário o acompanhamento e monitoramento de sua evolução em situação de trabalho. Desta forma, a mecânica da fratura linear elástica fornece inúmeros modelos buscando descrever o crescimento de trinca, neste estudo, apresentou-se a utilização dos modelos de amplitude de tensão variável desenvolvidos por Willenborg, o modelo original, o modelo generalizado e o modelo modificado. Visto que o processo de propagação de trinca é não linear e determinado por inúmeros fatores, admite-se a existência da incerteza nos parâmetros de definição do modelo, tendo assim como objetivo a quantificação da incerteza do fenômeno de propagação de trincas. Para tal fim, a modelagem da incerteza foi realizada por intermédio das variáveis aleatórias e, a partir disso, os métodos de simulação de Monte Carlo e Fast Crack Bounds foram utilizados conjuntamente para se estimar os momentos estatísticos do processo estocástico “tamanho de trinca”. O desempenho da proposta foi avaliado a partir da combinação dos métodos de simulação de Monte Carlo com Runge-Kutta de quarta ordem. Assim, utilizou-se de quatro exemplos clássicos da mecânica da fratura para explorar a precisão e a eficiência da solução proposta. O trabalho identificou que a razão computacional obtida pelo Fast Crack Bounds foi de 10280,95% menor ao calculado pelo Runge-Kutta de quarta ordem, com desvios relativos de no máximo 29,94%, demonstrando a aplicabilidade e eficácia do método.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-0022-9994pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3759891270356931pt_BR
dc.contributor.advisor1Silva Júnior, Claudio Roberto ávila da-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8662-9771pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9248567058033141pt_BR
dc.contributor.referee1Silva Júnior, Claudio Roberto Ávila da-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8662-9771pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9248567058033141pt_BR
dc.contributor.referee2Pintaúde, Giuseppe-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-8215-4481pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1793127692371314pt_BR
dc.contributor.referee3Belo, Ivan Moura-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-3266-8502pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3205666335316946pt_BR
dc.contributor.referee4Silva Neto, João Morais da-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-7007-692Xpt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3326147444101514pt_BR
dc.contributor.referee5Machado Junior, Waldir Mariano-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0001-6722-6600pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/8440440966828582pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOSpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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