Condiciones de contorno en el método de diferencias finitas con mallas irregulares

En el método de diferencias finitas con mallas arbitrarias, las ecuaciones de dominio se aproximan a partir de invertir la matriz estrella para cada estación. Varios procedimientos han sido sugeridos e implementados en la literatura para tratar condiciones de contorno en este método, distinguiéndose entre: (a) las condiciones de contorno se discretizan directamente; (b) las ecuaciones de dominio se discretizan en el contorno, previa modificación de la matriz estrella; (c) en el contorno se discretizan las ecuaciones de contorno y de dominio. En el presente trabajo se discuten las posibilidades y limitaciones de cada procedimiento a partir de ejemplos simples de ecuaciones de segundo y cuarto orden.Peer Reviewe

Condiciones de contorno en el método de diferencias finitas con mallas irregulares

En el método de diferencias finitas con mallas arbitrarias, las ecuaciones de dominio se aproximan a partir de invertir la matriz estrella para cada estación. Varios procedimientos han sido sugeridos e implementados en la literatura para tratar condiciones de contorno en este método, distinguiéndose entre: (a) las condiciones de contorno se discretizan directamente; (b) las ecuaciones de dominio se discretizan en el contorno, previa modificación de la matriz estrella; (c) en el contorno se discretizan las ecuaciones de contorno y de dominio. En el presente trabajo se discuten las posibilidades y limitaciones de cada procedimiento a partir de ejemplos simples de ecuaciones de segundo y cuarto orden.Peer Reviewe

Modelo multi-escala con fracturas cohesivas en ambas escalas

En este trabajo se presentan resultados preliminares sobre un modelo multi-escala semiconcurrente para materiales con ablandamiento. Se propone una formulación mixta para la simulación de discontinuidades en los desplazamientos a ser usada en ambas escalas. La tensión sobre la fisura es considerada como incógnita del sistema de ecuaciones junto al campo de desplazamientos, y el salto se obtiene mediante la relación constitutiva (Ley tensión-separación). Se reformulan los principios axiomáticos propuestos por P.J. Blanco y S.M. Giusti (P.J. Blanco y S.M. Giusti, Journal of Elasticity, (2013)) y el concepto de inyección propuesto por P.J. Sánchez et al (P.J. Sánchez et al, Comp. Methods Appl. Mech. Engrg, 200:1220-1236 (2011)) para lograr una respuesta objetiva. La tensión proyectada sobre la normal de la fisura de la macro escala se inyecta en la fisura localizada del RVE, logrando como variable dual el salto en el campo de desplazamiento para la escala superior. De esta forma, en la fase estable del material la inyección en la transición de escalas mantiene la estructura clásica (partiendo de una compatibilización de deformaciones), mientras que en la fase no estable el proceso de transición sigue un camino inverso (partiendo de una compatibilización de tensiones sobre la localización en la micro escala). De esta manera se logra una inyección híbrida mediante deformaciones en el primer caso y tensiones en el segundo caso. Finalmente, se presentan ejemplos de homogeneización de la respuesta en problemas de fractura transversal de compuestos reforzados con fibras longitudinales.Postprint (published version

Condiciones de contorno en el método de diferencias finitas con mallas irregulares

En el método de diferencias finitas con mallas arbitrarias, las ecuaciones de dominio se aproximan a partir de invertir la matriz estrella para cada estación. Varios procedimientos han sido sugeridos e implementados en la literatura para tratar condiciones de contorno en este método, distinguiéndose entre: (a) las condiciones de contorno se discretizan directamente; (b) las ecuaciones de dominio se discretizan en el contorno, previa modificación de la matriz estrella; (c) en el contorno se discretizan las ecuaciones de contorno y de dominio. En el presente trabajo se discuten las posibilidades y limitaciones de cada procedimiento a partir de ejemplos simples de ecuaciones de segundo y cuarto orden.Peer Reviewe

Modelo elastoplástico para materiales ortótropos

En este trabajo se propone un-modelo elastoplástico para la simulación del comportamiento de materiales ortótropos muy generales del tipo de la mampostería de ladrillos. Este tipo de materiales presenta una gran diferencia de resistencias en las direcciones principales de anisotropía y además dicha diferencia varía según se trate de procesos de tracción o compresión o cualquier otra combinación de tensiones. El modelo que se presenta permite definir este tipo general de anisotropía inicial del material y a la vez tener en cuenta la evolución de la anisotropía a medida que avanza el proceso elastoplástico. El modelo es una generalización de la teoría de plasticidad clásica para el tratamiento de materiales anisótropos. Supone la existencia de dos espacios: el espacio anisótropo real y un espacio isótropo ficticio. Los tensores de tensión en ambos espacios están relacionados mediante un tensor de transformación que tiene en cuenta la anisotropía y depende del estado tensional. El problema se resuelve en el espacio isótropo ficticio lo cual permite utilizar funciones de fluencia standard desarrolladas para materiales isótropos.A general orthotropic model adequate for the analysis of complex anisotropic materials like masonry is presented. The model takes into account the differences between strength in the principal directions of anisotropy and how these differences vary with the type of process, i.e., tension, compression or any other combination of stress. In this way a general type of initial anisotropy can be defined. The model can also take into account the evolution of anisotropy during the elastoplastic process. The proposed model comes from a generalisation of classical isotropic theory of plasticity and assumes the existence of two spaces: a real anisotropic space and a fictitious isotropic space. The stress tensors in both spaces are related through a transformation tensor that takes into account the anisotropy and depends on the stress state. The problem is solved in the fictitious isotropic space. This allows to use well known yield functions developed for standard isotropic materials.Peer Reviewe

Modelo elastoplástico para materiales ortótropos

En este trabajo se propone un-modelo elastoplástico para la simulación del comportamiento de materiales ortótropos muy generales del tipo de la mampostería de ladrillos. Este tipo de materiales presenta una gran diferencia de resistencias en las direcciones principales de anisotropía y además dicha diferencia varía según se trate de procesos de tracción o compresión o cualquier otra combinación de tensiones. El modelo que se presenta permite definir este tipo general de anisotropía inicial del material y a la vez tener en cuenta la evolución de la anisotropía a medida que avanza el proceso elastoplástico. El modelo es una generalización de la teoría de plasticidad clásica para el tratamiento de materiales anisótropos. Supone la existencia de dos espacios: el espacio anisótropo real y un espacio isótropo ficticio. Los tensores de tensión en ambos espacios están relacionados mediante un tensor de transformación que tiene en cuenta la anisotropía y depende del estado tensional. El problema se resuelve en el espacio isótropo ficticio lo cual permite utilizar funciones de fluencia standard desarrolladas para materiales isótropos.A general orthotropic model adequate for the analysis of complex anisotropic materials like masonry is presented. The model takes into account the differences between strength in the principal directions of anisotropy and how these differences vary with the type of process, i.e., tension, compression or any other combination of stress. In this way a general type of initial anisotropy can be defined. The model can also take into account the evolution of anisotropy during the elastoplastic process. The proposed model comes from a generalisation of classical isotropic theory of plasticity and assumes the existence of two spaces: a real anisotropic space and a fictitious isotropic space. The stress tensors in both spaces are related through a transformation tensor that takes into account the anisotropy and depends on the stress state. The problem is solved in the fictitious isotropic space. This allows to use well known yield functions developed for standard isotropic materials.Peer Reviewe

Modelo elastoplástico para materiales ortótropos

En este trabajo se propone un-modelo elastoplástico para la simulación del comportamiento de materiales ortótropos muy generales del tipo de la mampostería de ladrillos. Este tipo de materiales presenta una gran diferencia de resistencias en las direcciones principales de anisotropía y además dicha diferencia varía según se trate de procesos de tracción o compresión o cualquier otra combinación de tensiones. El modelo que se presenta permite definir este tipo general de anisotropía inicial del material y a la vez tener en cuenta la evolución de la anisotropía a medida que avanza el proceso elastoplástico. El modelo es una generalización de la teoría de plasticidad clásica para el tratamiento de materiales anisótropos. Supone la existencia de dos espacios: el espacio anisótropo real y un espacio isótropo ficticio. Los tensores de tensión en ambos espacios están relacionados mediante un tensor de transformación que tiene en cuenta la anisotropía y depende del estado tensional. El problema se resuelve en el espacio isótropo ficticio lo cual permite utilizar funciones de fluencia standard desarrolladas para materiales isótropos.A general orthotropic model adequate for the analysis of complex anisotropic materials like masonry is presented. The model takes into account the differences between strength in the principal directions of anisotropy and how these differences vary with the type of process, i.e., tension, compression or any other combination of stress. In this way a general type of initial anisotropy can be defined. The model can also take into account the evolution of anisotropy during the elastoplastic process. The proposed model comes from a generalisation of classical isotropic theory of plasticity and assumes the existence of two spaces: a real anisotropic space and a fictitious isotropic space. The stress tensors in both spaces are related through a transformation tensor that takes into account the anisotropy and depends on the stress state. The problem is solved in the fictitious isotropic space. This allows to use well known yield functions developed for standard isotropic materials.Peer Reviewe

Modelo de daño dependiente de la velocidad de deformación

Los modelos constitutivos utilizados en el análisis de estructuras sometidas a acciones dinámicas de tipo impulsivo, como impacto o explosión, deben tener en cuenta la velocidad de deformación en su formulación. Estudios experimentales recientes muestran que la resistencia, el endurecimiento o ablandamiento y la energía de fractura del material están significativamente influenciadas por la velocidad de deformaciónn cuando ésta supera los 0.1 s−1. Por otro lado, la incorporación de la dependencia del tiempo en los modelos constitutivos permite asegurar la unicidad y estabilidad de la soluciónn en problemas dinámicos con ablandamiento. En este trabajo se propone un modelo de daño escalar dependiente del tiempo para hormigón. El mismo está basado en una extensión de un modelo de daño independiente del tiempo a través de una regla de evolución del daño análoga a la de la deformación viscoplástica de Perzyna. La formulación propuesta permite simular la dependencia de la velocidad de deformación, en particular, la sobrerresistencia y modificación de la energía de fractura que presenta el hormigón bajo altas velocidades de deformación. Como casos extremos, el modelo es capaz de reproducir tanto un comportamiento elástico como uno de daño independiente del tiempo. El modelo propuesto se implementa en un programa de elementos finitos no lineal dinámico. La integración de la ecuación constitutiva se realiza mediante un algoritmo tipo full Euler backward. El operador tangente consistente se deduce a partir de un sistema de ecuaciones implícitas dependientes de la deformación específica. Los ejemplos de aplicación desarrollados muestran que el modelo es capaz de simular el comportamiento del hormigón bajo altas velocidades de deformación.Peer Reviewe

Modelo multi-escala con fracturas cohesivas en ambas escalas

En este trabajo se presentan resultados preliminares sobre un modelo multi-escala semiconcurrente para materiales con ablandamiento. Se propone una formulación mixta para la simulación de discontinuidades en los desplazamientos a ser usada en ambas escalas. La tensión sobre la fisura es considerada como incógnita del sistema de ecuaciones junto al campo de desplazamientos, y el salto se obtiene mediante la relación constitutiva (Ley tensión-separación). Se reformulan los principios axiomáticos propuestos por P.J. Blanco y S.M. Giusti (P.J. Blanco y S.M. Giusti, Journal of Elasticity, (2013)) y el concepto de inyección propuesto por P.J. Sánchez et al (P.J. Sánchez et al, Comp. Methods Appl. Mech. Engrg, 200:1220-1236 (2011)) para lograr una respuesta objetiva. La tensión proyectada sobre la normal de la fisura de la macro escala se inyecta en la fisura localizada del RVE, logrando como variable dual el salto en el campo de desplazamiento para la escala superior. De esta forma, en la fase estable del material la inyección en la transición de escalas mantiene la estructura clásica (partiendo de una compatibilización de deformaciones), mientras que en la fase no estable el proceso de transición sigue un camino inverso (partiendo de una compatibilización de tensiones sobre la localización en la micro escala). De esta manera se logra una inyección híbrida mediante deformaciones en el primer caso y tensiones en el segundo caso. Finalmente, se presentan ejemplos de homogeneización de la respuesta en problemas de fractura transversal de compuestos reforzados con fibras longitudinales

Modelo multi-escala con fracturas cohesivas en ambas escalas

En este trabajo se presentan resultados preliminares sobre un modelo multi-escala semiconcurrente para materiales con ablandamiento. Se propone una formulación mixta para la simulación de discontinuidades en los desplazamientos a ser usada en ambas escalas. La tensión sobre la fisura es considerada como incógnita del sistema de ecuaciones junto al campo de desplazamientos, y el salto se obtiene mediante la relación constitutiva (Ley tensión-separación). Se reformulan los principios axiomáticos propuestos por P.J. Blanco y S.M. Giusti (P.J. Blanco y S.M. Giusti, Journal of Elasticity, (2013)) y el concepto de inyección propuesto por P.J. Sánchez et al (P.J. Sánchez et al, Comp. Methods Appl. Mech. Engrg, 200:1220-1236 (2011)) para lograr una respuesta objetiva. La tensión proyectada sobre la normal de la fisura de la macro escala se inyecta en la fisura localizada del RVE, logrando como variable dual el salto en el campo de desplazamiento para la escala superior. De esta forma, en la fase estable del material la inyección en la transición de escalas mantiene la estructura clásica (partiendo de una compatibilización de deformaciones), mientras que en la fase no estable el proceso de transición sigue un camino inverso (partiendo de una compatibilización de tensiones sobre la localización en la micro escala). De esta manera se logra una inyección híbrida mediante deformaciones en el primer caso y tensiones en el segundo caso. Finalmente, se presentan ejemplos de homogeneización de la respuesta en problemas de fractura transversal de compuestos reforzados con fibras longitudinales