Logowanie do System sprawozdań KDM

Modelowanie dwuskalowe w elementach betonowych

Kierownik projektu: Wojciech Trawiński

Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Gdańsk

Streszczenie projektu

W ramach pracy doktorskiej prowadzone zostaną obliczenia dotyczące modelowania dwuskalowego w elementach betonowych. Symulacje numeryczne zostaną wykonane w programie ABAQUS, z wykorzystaniem własnych procedur napisanych w języku FORTRAN. Wyniki analiz numerycznych dla modelu dwuskalowego zostaną porównane z rezultatami dla bezpośrednich symulacji numerycznych (direct numerical simulation) oraz odpowiadającymi im badaniami laboratoryjnymi.

Materiał opisany będzie na dwóch poziomach: makro oraz mikro. Na poziomie mikro, rozpatrywany będzie reprezentatywny element z zamodelowaną mikrostrukturą betonu: kruszywo, matryca cementowa, strefy przejściowe oraz pustki powietrzne. Czterofazowy model betonu na poziomie mikro wykorzystany będzie do obliczeń z użyciem rozszerzonej metody elementów skończonych (XFEM). Na poziomie makro, zachowanie materiału opisane będzie za pomocą modelu opartego na założeniach kontynualnej mechaniki uszkodzeń. W odróżnieniu od standardowego podejścia, parametr degradacji, obecny w równaniach konstytutywnych modelu bazującego na założeniach mechaniki uszkodzeń, obliczany będzie na podstawie wyniku analizy na poziomie mikro, bez wykorzystania rozmaitych formuł na obliczanie odkształcenia zastępczego. Istotnym elementem pracy będzie napisanie własnych procedur w języku FORTRAN. Symulacje z użyciem XFEM będą wymagać opracowania nowego kryterium kierunku propagacji rysy w celu uzyskania obrazu zarysowania zbliżonego do wyników badań laboratoryjnych. Wstępne obliczenia wykazały, że powszechnie stosowane kryteria do obliczania kierunku propagacji rysy nie pozwalają na uzyskanie zadowalających rezultatów w symulacjach z jawnie zamodelowaną mikrostrukturą betonu. Ważnym elementem pracy będzie również napisanie algorytmu pozwalającego na inicjację zarysowania wewnątrz elementu oraz możliwość łączenia się rys w przypadku ich przecięcia.

Opracowanie modelu dwuskalowego do opisu betonu pozwoli na dokładniejszy opis zjawisk zachodzących w elementach wykonanych z tego materiału. Wyniki analiz numerycznych uzyskane z wykorzystaniem opisanego powyżej modelu będą niezależne od rozmiaru reprezentatywnego elementu na poziomie mikro oraz wielkości elementu skończonego na poziomie makro.

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93