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Numerical-experimental correlation of rifle firing loads: integrating high-speed dic with explicit dynamics

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dc.creator SALLET, Eduardo Hoisler
dc.date.issued 2026-02-02
dc.identifier.citation SALLET, Eduardo Hoisler. Numerical-experimental correlation of rifle firing loads: integrating high-speed dic with explicit dynamics. 2026. 127 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2026. pt_BR
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4375
dc.description.abstract This work proposes and implements a methodological framework for the mechanical characterization of a precision rifle chassis subjected to highly transient loading conditions induced by the firing event. The proposed approach combines high-speed experimental measurements using the Digital Image Correlation (DIC) technique with numerical modeling based on Finite Element Analysis (FEA) in an explicit dynamics framework, aiming at obtaining a consistent experimental–numerical description of the structural response of the system. From an experimental standpoint, the DIC technique enabled the acquisition of full-field displacement and strain measurements under dynamic conditions, providing a robust basis for the identification of structurally critical regions and for the validation of the numerical models. From a computational perspective, an explicit finite element formulation was adopted, which is well suited for representing phenomena characterized by short time scales, high strain rates, and significant inertial effects. The validation strategy, based on the direct comparison between experimental fields obtained via High-speed DIC (HS-DIC) and numerical results, proved to be effective in assessing the adequacy of the modeling assumptions, boundary conditions, and load descriptions. Additionally, this work discusses the importance of constitutive modeling of polymeric materials under dynamic loading, highlighting the limitations of simplified formulations and the need for strain-rate-sensitive models in order to obtain physically consistent predictions. In this context, a strain-rate-dependent constitutive framework is presented, built upon a phenomenological formulation oriented toward computational modeling, with parameters extracted and systematized from data available in the literature, aiming at an adequate representation of the mechanical behavior of the material under high strain-rate regimes. pt_BR
dc.language eng pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Correlação digital de imagens (DIC) pt_BR
dc.subject DIC em alta velocidade pt_BR
dc.subject Dinâmica explícita pt_BR
dc.subject Análise por elementos fFinitos pt_BR
dc.subject Modelagem constitutiva pt_BR
dc.subject Taxa de deformação pt_BR
dc.subject Materiais poliméricos pt_BR
dc.subject Chassi de fuzil de precisão pt_BR
dc.subject Digital image correlation (DIC) pt_BR
dc.subject High-speed DIC pt_BR
dc.subject Explicit dynamics pt_BR
dc.subject Finite element analysis pt_BR
dc.subject Constitutive modeling pt_BR
dc.subject Strain-rate effects pt_BR
dc.subject Polymeric materials pt_BR
dc.subject Precision rifle chassis pt_BR
dc.title Numerical-experimental correlation of rifle firing loads: integrating high-speed dic with explicit dynamics pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2026-03-15
dc.date.available 2026-04-15T17:56:40Z
dc.date.accessioned 2026-04-15T17:56:40Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/9938152347903814 pt_BR
dc.contributor.advisor1 GOMES, Guilherme Ferreira
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/4963257858781799 pt_BR
dc.description.resumo Este trabalho propõe e implementa um arcabouço metodológico para a caracterização mecânica de um chassi de fuzil de precisão submetido a condições de carregamento altamente transitórias decorrentes do evento de disparo. A abordagem combina medições experimentais em alta velocidade por meio da técnica de Correlação Digital de Imagens (Digital Image Correlation – DIC) com modelagem numérica baseada em Análise por Elementos Finitos (FEA) em regime de dinâmica explícita, visando à obtenção de uma descrição experimental–numérica consistente da resposta estrutural do sistema. Do ponto de vista experimental, a técnica DIC permitiu a aquisição de campos completos de deslocamento e deformação sob condições dinâmicas, fornecendo uma base robusta para a identificação de regiões estruturalmente críticas e para a validação dos modelos numéricos. No âmbito computacional, adotou-se uma formulação explícita de elementos finitos, adequada à representação de fenômenos caracterizados por curtas escalas de tempo, elevadas taxas de deformação e efeitos inerciais relevantes. A estratégia de validação, fundamentada na comparação direta entre campos experimentais obtidos por HS-DIC (Correlação de Imagens Digitais de Alta Velocidade) e resultados numéricos, mostrou-se eficaz na avaliação da adequação das hipóteses de modelagem, das condições de contorno e da descrição dos carregamentos. Adicionalmente, o trabalho discute a importância da modelagem constitutiva de materiais poliméricos sob carregamentos dinâmicos, destacando as limitações de formulações simplificadas e a necessidade de modelos sensíveis à taxa de deformação para a obtenção de previsões fisicamente consistentes. Nesse contexto, é apresentada uma estrutura constitutiva dependente da taxa de deformação, construída a partir de uma formulação fenomenológica orientada à modelagem computacional, com parâmetros extraídos e sistematizados a partir de dados da literatura, visando à representação adequada do comportamento mecânico do material em regimes de alta taxa de deformação. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IEM - Instituto de Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA pt_BR


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