Formulação multipotencial para modelos de degradação elástica: unificação teórica, proposta de novo modelo, implementação computacional e modelagem de estruturas de concreto
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Gabriel de Oliveira Ribeiro
Felicio Bruzzi Barros
Raul Rosas e Silva
Sergio Persival Baroncini Proenca
Felicio Bruzzi Barros
Raul Rosas e Silva
Sergio Persival Baroncini Proenca
Resumo
Esta tese apresenta um arcabouco teorico e computacional para modelos constitutivos baseados em degradacao elastica. Modelos classicos para tratar a degradacao do meio material sao abordados no contexto da estrutura teorica e computacional proposta. Alem disso, modelos de fssuracao distribuida sao reformulados, considerando-se multiplas funcoes de carregamento desacopladas e uma regra de degradacao generalizada. Para ilustrar a potencialidade do arcabouco teorico e computacional criado, alguns modelos de dano encontrados na literatura sao implementados bem como um modelo de plasticidade classica. Tambem e proposto um novo modelo de dano com multiplas funcoes de carregamento. O sistema computacional criado toma partido do paradigma de programacao orientada a objetos, possibilitando implementar a unificacao teorica proposta, independentemente do metodo numerico aplicado. Contudo, apenas o Metodo dos Elementos Finitos (MEF) e usado na validacao desta estrutura teorica e dos modelos constitutivos nela inseridos. Varios exemplos de aplicacao sao apresentados, visando ilustrar as possibilidades de modelagem proporcionada pela biblioteca de modelos constitutivos reunida neste trabalho. O novo modelo de dano proposto e validado por meio de exemplos que comparam os resultados do mesmo com resultados experimentais ou obtidos com outros modelos, disponiveis na literatura.
Abstract
This thesis presents a theoretical and computational framework for constitutive models based on elastic degradation. Classical models to deal with material's media degradation are addressed in the context of the theoretical and computational proposal. In addition, smeared cracking model's are reformulated, considering multiple uncoupled loading functions and a generalized degradation rule. To illustrate the potentiality of the created theoretical and computational framework, some damage models, founded in the literature, are implemented as well as a classical plasticity model. Also is proposed a new damage model with multiple loading functions. The created computational system takes advantage of the object-oriented programming paradigm, enabling to implement the proposal unifed theoretical framework, independently of the applied numerical method. However, only the Finite Element Method (FEM) is used in the validation of this unifed theory and the constitutive models inserted on it. Several application examples are presented, in order to illustrate the modeling possibilities provided by the constitutive models library gathered in this work. The new proposed damage model is validated by examples that compare their results with experimental results or obtained with other models, available in the literature.
Assunto
Engenharia de estruturas
Palavras-chave
Modelos Constitutivos, Concreto Armado, Analise fisicamente nao-linear, Degradacao elastica