Elementos finitos con discontinuidades interiores mejorados para simular el daño en sólidos

• Autores: Gelacio Juárez Luna, G. Ayala
• Localización: Concreto y cemento: Investigación y desarrollo, ISSN 2395-809X, ISSN-e 2007-3011, Vol. 6, Nº. 1, 2014, págs. 15-35
• Idioma: español
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  • español

    Se desarrollan e implantan elementos finitos con discontinuidades interiores con una nueva definición del vector de tracciones, que depende de la discontinuidad y del ángulo. Se realiza un análisis de las principales características de los elementos finitos con discontinuidades interiores; particularmente dos familias de este tipo de elementos: 1) cinemático óptimo simétrico y 2) estático y cinemático optimo no simétrico. Las características analizadas son la formulación variacional, modelo constitutivo de daño y como se introduce la discontinuidad. Se demuestra que la cinemática y el equilibrio se satisfacen sin el problema de tracciones ficticias como se establece en la literatura. Para mostrar la validez de la formulación simétrica, se presentan ejemplos de aplicación numérica para ilustrar el desempeño de la formulación propuesta. Los resultados muestran que la formulación propuesta proporciona resultandos congruentes con la energía requerida para crear una discontinuidad, sin subestimar o sobrestimar esta energía como sucede con las formulaciones no simétricas

  • English

    Finite elements with embedded discontinuities with a new definition of traction vector, dependent on the discontinuity length and the angle, are developed and implemented. An analysis of the principal features of finite elements with embedded discontinuities was performed; particularly two families of this kind of elements: 1) kinematically optimal symmetric and 2) statically and kinematically optimal non-symmetric. The analysed features are the variational formulation, damage model and how the discontinuity is introduced. It is shown that kinematics and equilibrium are satisfied, without the problem of fictitious tractions as stated in the literature. To show the validity of this symmetric formulation, representative numerical examples illustrating the performance of the proposed formulation are presented. The results show that the proposed formulation provides congruent results whit the energy required to create a discontinuity, without overestimate or underestimate this energy as occurs with the non-symmetric formulations

  • português

    Desenvolvem-se e implantam elementos finitos com descontinuidades interiores com uma nova definição do vector de trações, que depende da descontinuidade e do ângulo. Realiza-se uma análise das principais características dos elementos finitos com descontinuidades interiores; particularmente duas famílias deste tipo de elementos: 1) cinemático ótimo simétrico e 2) estático e cinemático ótimo não simétrico. As características analisadas são a formulação variacional, modelo constitutivo de dano e como se introduz a descontinuidade. Demonstra-se que a cinemática e o equilíbrio se satisfazem sem o problema de trações fictícias como se estabelece na literatura. Para mostrar a validez da formulação simétrica, apresentamos exemplos de aplicação numérica para ilustrar o desempenho da formulação proposta. Os resultados mostram que essa formulação proporciona resultados congruentes com a energia requerida para criar uma descontinuidade, sem subestimar ou sobrestimar esta energia como acontece com as formulações não simétricas