Análises micro e macroescalas de materiais heterogêneos via modelos hierárquicos

Abstract

Nesta dissertação é apresentado um estudo pioneiro dentro da linha de pesquisa sobre a caracterização de materiais heterogêneos por meio da técnica de homogeneização utilizando o conceito de Elemento de Volume Representativo (EVR), sendo aplicado à análise de estruturas via abordagem multiescala hierárquica. Exemplos de materiais compósitos e porosos foram utilizados e análises da microestrutura foram realizadas para compreender as propriedades macroscópicas homogeneizadas dos materiais. A técnica do EVR foi empregada para descrever a microestrutura dos materiais e gerar modelos numéricos que representam a estrutura em diferentes escalas. A abordagem multiescala hierárquica possibilitou simular o comportamento da estrutura em diversas escalas, permitindo uma compreensão mais completa do material. A análise foi crucial para entender as limitações e potencialidades da técnica e para avaliar o comportamento de estruturas complexas formadas por materiais compósitos e porosos. Os resultados demonstraram que a abordagem multiescala hierárquica é capaz de descrever de maneira precisa as propriedades dos materiais, proporcionando uma melhor compreensão do comportamento macroscópico por meio de estudos realizados na microestrutura. Essa técnica pode ser aplicada em diversas áreas contribuindo para o avanço do conhecimento em processos fisicos e químicos em meios heterogêneos.