PROPOSTA DE VERIFICAÇÃO E VALIDAÇÃO PARA MODELOS CONSTITUTIVOS DE MADEIRA
Artigo
A madeira trata-se de um material natural considerado ortotrópico (em escala macroscópica), apresentando propriedades distintas em três direções (longitudinal, radial e tangencial). Além disso, tal material exibe distintos comportamentos sob diferentes estados de tensão: dúctil sob compressão e frágil sob tração e cisalhamento. Embora o critério de escoamento de Hill seja comumente utilizado para representar a plasticidade da madeira em simulações numéricas, ele não captura a falha progressiva, o que motiva o desenvolvimento de modelos constitutivos baseados na mecânica do dano. Entretanto, a implementação, verificação e validação desses modelos é pouco explorada. Este estudo visa verificar e validar a implementação, em uma sub-rotina UMAT, de um modelo ortotrópico de elastoplasticidade com dano para madeira, baseado na formulação proposta por Sandhaas (2012) e acoplado ao critério de escoamento elastoplástico de Hill. O modelo implementado em Fortran 77 para o Abaqus/Standard, primeiramente, foi verificado por meio de testes de elemento único e, posteriormente, validado com ensaios experimentais sob tração e compressão uniaxial. A verificação confirmou a correta implementação da subrotina (valores RMSE próximo de zero e R² próximo de 1), bem como a validação demonstrou reproduzir o comportamento da madeira de acordo com os resultados experimentais (RMSE de 0,0233 a 0,338 MPa para tração e de 0,00283 MPa para compressão). Portanto, tal proposta de verificação e validação apresentada contribui para orientar a aplicação futura de modelos constitutivos de madeira em análises numéricas mais complexas de estruturas de madeira, como painéis de madeira laminada cruzada (CLT).