| Campo DC | Valor | Idioma |
| dc.contributor.advisor | Albuquerque, Éder Lima de | - |
| dc.contributor.author | Silva, Leonardo Bernardo e | - |
| dc.date.accessioned | 2026-10-05T18:00:03Z | - |
| dc.date.available | 2026-10-05T18:00:03Z | - |
| dc.date.issued | 2026-10-02 | - |
| dc.date.submitted | 2026-06-10 | - |
| dc.identifier.citation | SILVA, Leonardo Bernardo e. A Boundary Element Formulation for Frictional Contact and Centrifugal Forces in Orthotropic Materials. 2026. 93 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2026. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.unb.br/handle/10482/57105 | - |
| dc.description | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas, 2026. | pt_BR |
| dc.description.abstract | Esta tese apresenta uma nova formulação do Método dos Elementos de Contorno (MEC) para a análise de problemas de contato com atrito bidimensional em materiais ortotrópicossob condições de fadiga por fretting e carregamento centrífugo. O contorno é discretizadoutilizando elementos quadráticos descontínuos, e os deslocamentos e trações nodais sãoexpressos em um sistema de referência local normal-tangente. Adota-se uma estratégia decontato nó a nó, enquanto a compatibilidade de deslocamento e o equilíbrio de forças sãoimpostos para descrever com precisão a evolução das regiões de contato.Uma contribuição fundamental deste trabalho é a incorporação direta de forças de corpocentrífugas por meio da integração radial, evitando a necessidade de discretização do domínio,pontos internos ou interpolação por funções de base radial. Essa abordagem resulta em umaformulação simplificada e computacionalmente eficiente dentro do escopo do MEC.A metodologia proposta é validada por meio de quatro aplicações numéricas. Primeiro,um problema de contato plano entre corpos ortotrópicos demonstra excelente concordânciacom os resultados disponíveis na literatura. Segundo, um problema de fretting isotrópicoconfirma a capacidade da formulação em capturar com precisão o carregamento cíclico incre-mental, com resultados em estreita concordância com as soluções analíticas e de elementosfinitos. Terceiro, a análise de um segmento de disco rotativo verifica a representação corretados efeitos centrífugos. Finalmente, uma junta tipo rabo de andorinha com superfícies decontato inclinadas e coeficientes de atrito variáveis ilustra a robustez do método, sua baixasensibilidade ao refinamento de malha e revela uma relação inversa entre a tensão normal e oatrito.Os resultados demonstram que a formulação proposta é uma ferramenta precisa, eficientee robusta para a análise de problemas de contato com atrito, fornecendo uma estruturaconsistente para aplicações de engenharia envolvendo materiais anisotrópicos e condiçõescomplexas de carregamento. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF) | - |
| dc.language.iso | por | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.title | A Boundary Element Formulation for Frictional Contact and Centrifugal Forces in Orthotropic Materials | pt_BR |
| dc.type | Tese | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Anisotropia | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Modelagem numérica | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Ciências mecânicas | pt_BR |
| dc.rights.license | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | pt_BR |
| dc.contributor.advisorco | Doca, Thiago de Carvalho Rodrigues | - |
| dc.description.abstract1 | This thesis presents a Boundary Element Method (BEM) formulation for the analysis of
two-dimensional frictional contact problems in orthotropic materials under fretting fatigue
conditions and centrifugal loading. The main novelty is the exact transformation of the
centrifugal body-force domain integral into an equivalent boundary integral, preserving
the boundary-only character of the BEM. The boundary is discretized using discontinuous
quadratic elements, and the nodal displacements and tractions are expressed in a local
normal–tangent reference system. A node-to-node contact strategy is adopted, in which
the normal contact conditions, the tangential friction law, and force equilibrium are enforced
incrementally to accurately describe the evolution of the contact regions.
A key contribution of this work is the extension of a boundary-only BEM formulation to
frictional contact problems in orthotropic materials subjected to centrifugal body forces. This
is achieved by incorporating radial integration into the contact formulation, thereby avoiding
domain discretization, internal points, and radial basis function interpolation while preserving
the computational advantages of the BEM.
The proposed methodology is validated through representative benchmark problems and
engineering applications. First, the analysis of a rotating orthotropic disk segment verifies
the correct representation of centrifugal body forces through comparison with analytical
solutions. Second, a flat-ended punch contact problem involving orthotropic materials demon strates excellent agreement with published benchmark numerical results. Third, a benchmark
isotropic fretting problem is used to validate the incremental contact algorithm and frictional
contact strategy through comparison with analytical and finite element solutions. Finally, a
dovetail joint in a turbine blade subjected to centrifugal loading is analyzed to demonstrate
the applicability of the proposed formulation to an engineering problem and to investigate the
influence of friction and material orientation on the contact response.
The results demonstrate that the proposed formulation is an accurate and robust tool for
the analysis of frictional contact problems, providing a consistent framework for engineering
applications involving anisotropic materials and centrifugal loading conditions.
Keywords: Boundary element method, Frictional contact, Orthotropic materials, Contact
mechanics, Centrifugal body forces, Radial integration. | pt_BR |
| dc.description.unidade | Faculdade de Tecnologia (FT) | pt_BR |
| dc.description.unidade | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | pt_BR |
| dc.description.ppg | Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado
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