Modelagem e Simulação na Nanoescala Prof. Fernando A. Rochinha G-103 – G-201 faro@mecanica.coppe.ufrj.br Prof. Fernando Pereira Duda

Apresentação Motivação , Introdução e Objetivos; Apresentação do Problema de Múltiplas Escalas; Noções Básicas de Mecânica e Métodos Computacionais; Micromecânica : Medias e Homogeneização; Noções Básicas de Ciência Dos Materiais; Plasticidade em Poli cristais

Motivação: Aplicações

Nanotecnologia: Nanotubos de Carbono

Micro e Nanotecnologia: MEMS

Problema de Múltiplas Escalas

Problema de Múltiplas Escalas

Projeto de Componentes Mecânicos

MODELAGEM COMPUTACIONAL MULTI-ESCALA

MODELAGEM

MODELAGEM COMPUTACIONAL Resultados Computacionais são, idealmente, tão bons quanto o modelo utilizado (nunca melhores; mais as vezes piores)

Modelagem Computacional A presença de incertezas associadas à modelagem impacta de forma crítica a confiabilidade dos resultados obtidos a partir de uma análise computacional (www.lanl.gov/projects/ncsd/pubs/COST-01_Keynote.pdf) Modelos fenomenológicos (construídos a partir de observações) utilizados na modelagem do comportamento de materiais são responsáveis por parte dessas incertezas.

Modelagem de Materiais (Micro-Macro) Identificando mecanismos e características em escalas “mais baixas” Modelando esses mecanismos Computando o “Comportamento Efetivo” Modelagem Multi-Escala (Mecânica Quântica Estruturas)

Modelagem Multi-Escala Caracterização das “Escalas Mais Baixas” Avanço nas Técnicas de Microscopia : Ótica; Varredura e Manipulação; www.metallography.com/grain.htm www.stereologysociety.org/.

Microestrutura - Textura

Modelagem Multi-Escala – Plasticidade em Policristais

Modelagem Multi-Escala Compósitos Laminados

Modelagem Multi-Escala Mecanismos de Falha

Modelagem Multi-Escala Meios Heterogêneos Não Lineares Homogeneização Propriedades Efetivas Meio Periódico

Bibliografia Modeling Materials. Continuum, Atomistic and Multiscale Techniques. Ellad B. Tadmor and Ronald E. Miller. Cambridge. 2011. Nano Mechanics and Materials: Theory,Multiscale Analysis and Applications. W. K. Liu, E. G. Karpov, and H. S. Park, Wiley, 2005 Principles of Multiscale Modeling. Weinan E. Cambridge. 2011. An Introduction to Mathematical Modeling. A Course in Mechanics. J. Tinsley Oden. Wiley. 2011. Computational Mathematical Modeling. An Integrated Approach Across Scales. D. Calvetti and E. Somersalo. SIAM. 2013. Random Heterogeneous Materials. Microstructure and Macroscopic Properties. Salvatore Torquato. Springer. 2001. Practical Multiscaling. Jacob Fish. Wiley. 2014 Quase-Continuum Method : http://qcmethod.org .

Capítulo 10 – Tadmor et all...