| Summary: | Neste trabalho desenvolve-se e implementa-se um modelo matemático tridimensional conducente à simulação do comportamento térmico e mecânico das ligas de alumínio. O objectivo é a simulação de processos tecnológicos que envolvam deformações termomecânicas nestas ligas. Neste âmbito, introduz-se uma formulação cinemática preparada para processos em grandes deformações e rotações. Considera-se um modelo constitutivo termoelástico-viscoplástico baseado num conjunto de variáveis de estado internas e externas e com o qual é possível modelar os fenómenos de encruamento e restauração estática e dinâmica do material. Este modelo, preparado para gamas de temperatura que vão desde a temperatura de solidificação até à temperatura ambiente, é implementado recorrendo a uma formulação lagrangeana reactualizada e a um método de integração temporal semi-implícito. O comportamento térmico do material é modelado recorrendo a um algoritmo do tipo previsão-correcção. A fase de previsão é baseada num esquema semi- -implícito, com o qual é possível determinar uma primeira estimativa para a configuração final do incremento. A solução semi-implícita é corrigida na fase de correcção, recorrendo a um esquema implícito do tipo Newton-Raphson. A solução de acoplamento termomecânico, que envolve a implementação de um modelo termoplástico, é encontrada recorrendo a uma abordagem staggered. Desenvolve-se um programa específico, baseado em algoritmos evolucionários, para a determinação dos parâmetros materiais associados ao modelo constitutivo. A eficiência do método utilizado, que conduz a resultados excelentes, é comparada com um método baseado no gradiente. Realizam-se testes numéricos com o objectivo de validar os modelos e algoritmos implementados. Descreve-se um ensaio numérico de têmpera de um sólido de geometria complexa e analisam-se e discutem-se os resultados obtidos. As simulações efectuadas confirmam o bom desempenho do programa quer em problemas mecânicos e térmicos quer em problemas com acoplamento termomecânico.
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