Modelo micro-mecánico de concreto bajo carga estática
Contenido
Triangulación de Delaunay. Referencia. Introducción. Hipótesis del modelo. Generación de la fase de agregado. Generación de la malla. Relaciones constitutivas para las diferentes fases. Conclusiones.
Triangulación de Delaunay
También conocida por su pronunciación como triangulación de Deloné, es un arreglo de triángulos contiguos que conforman una malla o red. Se emplea en la preparación de modelos discretos...
Referencia...
El micro-modelo desarrollado considera el agrietamiento por tensión como el único criterio de fractura a nivel micro. Utiliza el método de elementos finitos como una herramienta numérica con un elemento reticulado como básico en la red de elementos finitos. La estructura interna del concreto es modelada en tres fases: matriz, agregado e interfaces entre ambos. Se considera la aleatoriedad en el agregado, y es posible incluir la naturaleza probabilística de las tres fases. Las relaciones constitutivas de los elementos están descritas de acuerdo al concepto de esparcimiento de grietas basado en un modelo ficticio de agrietamiento...
Introducción
El comportamiento mecánico de materiales casi frágiles como el concreto está caracterizado por deformación inelástica antes de alcanzar la carga pico seguido por un ablandamiento y deformaciones en la etapa post-pico. Los modelos mecánicos no lineales de fractura y modelos continuos no locales pueden llegar a una mejor descripción. Una simulación directa de la micro estructura aleatoria del concreto es útil como modelo de predicción...
Hipótesis del modelo
Basado en experiencia experimental se postula que la falla de los materiales del concreto está relacionada con el inicio y propagación de grietas al nivel micro. Los otros fenómenos observados, como el agrietamiento de bandas de corte en pruebas de compresión son consecuencia de factores externos asociados con las técnicas de prueba. Se ignora la deformación por corte y sólo se considera la deformación axial entre puntos vecinos. De esta manera el modelo micro estructural es un arreglo de elementos axiales (como un reticulado) conectando los puntos vecinos...
Generación de la fase de agregado
Las formas que se consideran son: circular, elíptica con relación fija de radios, y elíptica con relación aleatoria de radios...
Generación de la malla
Se genera por triangulación de Delaunay por una simulación numérica. Los bordes de los elementos son generados por elementos finitos triangulares, y conforman los componentes de la estructura. Para forzar que la malla coincida con el agregado y las fronteras del espécimen se introducen puntos y segmentos de líneas en la generación de la malla. Estos puntos describen las fronteras (externas y de los agregados) resultando la conformación de la triangulación de Delaunay...
Propiedades de los materiales
Se trata del módulo elástico E, de la resistencia a la tensión ft, y de la energía de fractura GF. Los tres parámetros son diferentes para las diferentes fases. Pueden asignarse en forma determinística o probabilística. ..Relaciones constitutivas para las diferentes fases
Todos los elementos son asumidos a ser linealmente elásticos. Los elementos sometidos a tensión son lineales hasta alcanzar la resistencia a la tensión (E y ft). Le sigue un ablandamiento cuyo comportamiento se modela a través de un componente en la relación constitutiva hasta completar la relación constitutiva de la red. Los parámetros de esta segunda parte son la energía de fractura GF y la forma de la curva esfuerzo – separación...
Conclusiones
El modelo propuesto permite la predicción de la respuesta mecánica del concreto bajo tensión, incluyendo la respuesta de ablandamiento y el agrietamiento...