Sobre o estudo de modelos numéricos aplicados à simulação multiescala do comportamento de estruturas de concreto (2021)
- Authors:
- Autor USP: VIEIRA, WELINGTON HILÁRIO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: ESTRUTURAS DE CONCRETO; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
- Keywords: Acoplamento de Malha não Conforme; Propagação de Fissuras; Sobreposição de malhas
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho é desenvolvido um código computacional capaz de simular a propagação de fissuras em meios contínuos reforçados com partículas, com ênfase ao concreto, usando a técnica de análise multiescala concorrente representando a macroescala e a mesoescala. A análise estrutural utiliza o Método dos Elementos Finitos Posicional, cuja formulação considera as posições nodais como incógnitas e a não-linearidade geométrica de forma natural. A propagação de fissuras ocorre de forma discreta na mesoescala através de elementos de interface criados entre elementos finitos de cada fase do concreto, nos quais é aplicado um modelo de dano para representar a degradação. A principal contribuição do trabalho é a proposição e validação de dois modelos de representação do concreto em mesoescala formados pela sobreposição de malhas independentes para a argamassa e para o agregado graúdo buscando deixar o pré-processamento mais simples. Nesses modelos foi explorada uma formulação que permite representar reforços de sólidos com elementos finitos sem necessidade de coincidência de nós e sem acrescentar graus de liberdade ao problema. No primeiro modelo aplica-se a formulação descrita aos elementos das partículas e assim funcionam como reforços com aderência perfeita à matriz e sem que seus nós causem acréscimo de graus de liberdade ao problema. No segundo modelo busca-se considerar a perda de aderência das partículas com a matriz e os referidos elementos sem graus de liberdade adicionaispassam a desempenhar a função de elementos de acoplamento entre as malhas desses componentes e representam a zona de transição interfacial. Os elementos sem acréscimo de graus de liberdade também são aproveitados para acoplar malhas não conformes entre as escalas e para representar o aço do concreto armado. No último caso se considera ainda um modelo constitutivo elastoplástico. Por fim, as implementações são validadas e analisam-se suas vantagens e desvantagens, concluindo-se que os modelos de representação da mesoescala propostos permitem a obtenção de respostas estruturais adequadas para concreto simples e armado. A resposta é válida para casos de predominância do modo I de fratura e os elementos de acoplamento entre escalas garantem a continuidade do campo de deslocamento
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 25.03.2021
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ABNT
VIEIRA, Welington Hilário. Sobre o estudo de modelos numéricos aplicados à simulação multiescala do comportamento de estruturas de concreto. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26052021-182031/. Acesso em: 22 fev. 2026. -
APA
Vieira, W. H. (2021). Sobre o estudo de modelos numéricos aplicados à simulação multiescala do comportamento de estruturas de concreto (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26052021-182031/ -
NLM
Vieira WH. Sobre o estudo de modelos numéricos aplicados à simulação multiescala do comportamento de estruturas de concreto [Internet]. 2021 ;[citado 2026 fev. 22 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26052021-182031/ -
Vancouver
Vieira WH. Sobre o estudo de modelos numéricos aplicados à simulação multiescala do comportamento de estruturas de concreto [Internet]. 2021 ;[citado 2026 fev. 22 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26052021-182031/ - High aspect ratio interface elements for mesoscale modelling of concrete under dynamic fracture propagation
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