Implementação computacional de um modelo de fissuração para o concreto baseado no método dos elementos finitos estendido (XFEM)

• Autor(a) principal: Kelson Pothin Wolff
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-95XFVL
• topic: Concreto; Fissuras coesivas; INSANE; XFEM; Engenharia de estruturas; Método dos elementos finitos

O objetivo desta dissertação de mestrado é a implementação computacional de um modelo capaz de descrever o comportamento do concreto sujeito à fissuração. A região fissurada do concreto é representada por uma relação constitutiva baseada no Modelo de Fissura Coesiva, enquanto o restante do volume não fissurado é representado como linearmente elástico. Tais relações constitutivas são, então,combinadas com as hipóteses do Método dos Elementos Finitos Estendido, formando um modelo que introduz um salto no campo de deslocamentos de um elemento finito padrão. Assim, a propagação de uma fissura discreta é simulada devido à descontinuidadeque é induzida nos campos de aproximação de um elemento-padrão. O critério de propagação é baseado no limite de resistência à tração do material é a geometria da fissura é definida por um conjunto de segmentos lineares. O modelo assim concebido permite que a fissura se propague livremente pela malha convencional, atravessando o domínio e a interface dos elementos finitos. O modelo foi implementado no núcleo numérico do sistema computacional INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), permitindo simular problemas de propagação de fissuras em peças de concreto submetidas a carregamentos nos modos I, II e modo misto. Os resultados obtidos encontram-se dentro da faixa de resposta esperada. A principal dificuldade encontrada relaciona-se como critério de propagação escolhido, que não se mostra adequado para a predição da direção correta de propagação da fissura quando a análise alcança níveis elevados de tensão.