Modelagem numérica do processo de fissuração no CRFA através de elementos finitos com descontinuidade incorporada.

• Autor(a) principal: Vasconcelos, Bruno Toledo de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-03012024-091145/
• topic: Aço; Análise numperica; Aproximação contínua de descontinuidades fortes; Concreto reforçado com fibras; Crack propagation; CSDA; Elementos finitos de acoplamento; Estruturas; Fibras de aço; Impl-Ex; Impl-Ex; Steel fibers,Coupling finite elements; Strong discontinuity

Neste trabalho é proposta uma abordagem eficaz do ponto de vista computacional, buscando representar a propagação de fissuras em elementos de concreto simples e concreto reforçado com fibras de aço (CRFA). A Aproximação Contínua de Descontinuidades Fortes (ACDF) é aplicada utilizando um enriquecimento elementar (E-FEM) para simular a propagação de fissuras na matriz de concreto. As fibras de aço são representadas por elementos finitos unidimensionais com dois nós (elementos de treliça), cujo comportamento é descrito por um modelo constitutivo elastoplástico unidimensional. As fibras são posicionadas considerando um efeito parede, através de uma distribuição randômica uniforme e isotrópica. O aço e o concreto são discretizados em malhas de elementos finitos independentes. Em seguida, elementos finitos de acoplamento (EFA) são inseridos para realizar as conexões entre os elementos de aço e concreto, cuja interação é descrita através de um modelo constitutivo de dano contínuo apropriado. As fissuras na matriz de concreto são modeladas com base em um modelo de dano contínuo à tração, o qual é integrado através de um esquema implícito-explícito (Impl-Ex), para evitar problemas de convergência. A propagação das fissuras através dos elementos de concreto é feita por meio de um algoritmo de propagação local de fissuras. Análises numéricas são realizadas para comprovar a viabilidade da metodologia. Primeiramente, são analisadas estruturas de concreto simples, buscando investigar a influência dos parâmetros adotados para a matriz de concreto e para o modelo constitutivo utilizado na representação das regiões de falha. Sequencialmente, alguns exemplos são avaliados com a adição de fibras de aço nas regiões de falha, a fim de verificar a influência desses reforços no comportamento mecânico do compósito. Os resultados demonstram que a metodologia proposta é promissora e consegue descrever apropriadamente a propagação de fissuras em estruturas de CRFA.