Desarrollo de modelos discretos aplicados al estudio del comportamiento en fractura de materiales compuestos

En el presente trabajo se propone estudiar el comportamiento en fractura de los materiales compuestos. Las ventajas que presentan los materiales compuestos, frente a los materiales tradicionales, ha permitido extender su uso a una amplia variedad de industrias, donde se incluye la automotor, militar, aeroespacial y naval, caracterizándose por la tendencia a ir sustituyendo componentes estructurales fabricados con materiales tradicionales. Por estos motivos, es importante poder desarrollar herramientas que permitan estudiar el comportamiento mecánico de estos materiales, y así poder optimizar el diseño de los componentes estructurales.Universidad Nacional de La Plat

Sensibilidad a la fisuración por coacciones térmicas y retracción hidráulica a edad temprana en tabiques de hormigón

En las obras hidráulicas destinadas a la contención o transporte de aguas, tales como son las plantas de tratamiento, estaciones de bombeo y conductos, un requisito muy importante es poder asegurar que los elementos estructurales que componen la obra cumplan con ciertos requisitos de estanqueidad y de durabilidad establecidos en los reglamentos de diseño y los estipulados por el proyectista. En el caso particular de estructuras de hormigón armado el cumplimiento de tales requisitos conlleva a la necesidad de tener que asegurar la impermeabilidad de las juntas y fijar ciertos límites a la fisuración del hormigón. En relación con este último aspecto es muy común que no se admitan anchos de fisura mayores que 0,1 mm o 0,2 mm dependiendo del tirante hidráulico y del espesor de la estructura. Atendiendo a estas limitaciones es importante que a nivel del proyecto ejecutivo se realicen análisis de fisuración que no solo incluyan a las solicitaciones impuestas por las cargas externas sino también las originadas por las coacciones térmicas debidas al calor de hidratación del cemento y la retracción hidráulica del hormigón. Atendiendo a esta necesidad en el presente trabajo se presenta un análisis numérico, aplicando el Método de los Elementos Finitos, con el objetivo de estudiar la sensibilidad a la fisuración a edad temprana debida al calor de hidratación del cemento y la contracción autógena en tabiques de hormigón. Los resultados de las simulaciones realizadas permiten cuantificar la influencia que el tipo de cemento, tipo de encofrado y época de hormigonado tienen sobre los requerimientos de armadura mínima necesaria para poder garantizar determinados anchos de fisura. Para la simulación se han tenido en cuenta las condiciones ambientales típicas imperantes en CABA y zona de influencia.Facultad de Ingenierí

Crack-front propagation during three-point-bending tests of polymethyl-methacrylate beams

Crack-front evolution in polymethyl-methacrylate (PMMA) beams was measured during quasi-static three-point-bending tests performed on a universal testing machine. A high-speed camera was used to record the crack-front propagation process through the specimen thickness and to determine the instantaneous crack-length during the test, considering the effect of different initial notch lengths and loading-point displacement rates. The average steady crack-propagation speed was also calculated and correlated with the stored elastic energy, and these results have been compared with those reported by other authors for different test conditions. This experimental technique appears to be suitable to determine the influence of the test conditions on the crack-propagation speed of PMMA specimens.Facultad de Ingenierí

Desarrollo de modelos discretos aplicados al estudio del comportamiento en fractura de materiales compuestos

En el presente trabajo se propone estudiar el comportamiento en fractura de los materiales compuestos. Las ventajas que presentan los materiales compuestos, frente a los materiales tradicionales, ha permitido extender su uso a una amplia variedad de industrias, donde se incluye la automotor, militar, aeroespacial y naval, caracterizándose por la tendencia a ir sustituyendo componentes estructurales fabricados con materiales tradicionales. Por estos motivos, es importante poder desarrollar herramientas que permitan estudiar el comportamiento mecánico de estos materiales, y así poder optimizar el diseño de los componentes estructurales.Universidad Nacional de La Plat

Desarrollo de modelos discretos aplicados al estudio del comportamiento en fractura de materiales compuestos

En el presente trabajo se propone estudiar el comportamiento en fractura de los materiales compuestos. Las ventajas que presentan los materiales compuestos, frente a los materiales tradicionales, ha permitido extender su uso a una amplia variedad de industrias, donde se incluye la automotor, militar, aeroespacial y naval, caracterizándose por la tendencia a ir sustituyendo componentes estructurales fabricados con materiales tradicionales. Por estos motivos, es importante poder desarrollar herramientas que permitan estudiar el comportamiento mecánico de estos materiales, y así poder optimizar el diseño de los componentes estructurales.Universidad Nacional de La Plat

Modelación de procesos de propagación de fisuras en estructuras de hormigón

El plan de trabajo de mi beca doctoral se basa en la implementación de un modelo numérico termo-mecánico continuo de daño con plasticidad que permite simular el proceso de iniciación y propagación de fisuras producidas como consecuencia de los gradientes térmicos de masa y de superficie desarrollados por el calor liberado durante el proceso de hidratación del cemento (contracción térmica), y por el efecto de la contracción por secado del hormigón. Se trata de dos problemáticas cuyo estudio resulta de fundamental importancia tanto en el diseño como en el análisis del comportamiento en servicio de estructuras de hormigón, debido a la alta probabilidad de ocurrencia de estos fenómenos como así también a las consecuencias negativas que supone su aparición. En los dos problemas abordados (contracción térmica y por secado) se incorporan como variables las propiedades del material, las condiciones ambientales en las que se encuentra emplazada la estructura, la metodología constructiva utilizada, la tipología estructural y, como aporte novedoso y complementario, la posibilidad de contemplar en el modelo la aleatoriedad presente en la distribución de las propiedades del material. Este último aspecto incluye la consideración de distintos patrones de distribución de propiedades mecánicas, lo que permite llevar a cabo un estudio estadístico con el objeto de determinar la edad de aparición de las fisuras así como su ubicación en la estructura.Universidad Nacional de La Plat

Diseños de parches de material compuesto mediante un algoritmo de optimización topológica

Tradicionalmente, la rehabilitación de las estructuras metálicas afectadas por alguna patología que pone en riesgo su vida en servicio se realiza empleado distintas técnicas de reparación, como soldadura, atornillado de parches o refuerzos de placas de acero. No obstante, en los últimos años se ha extendido el uso parches adheridos de materiales compuestos, para llevar a cabo reparaciones en componentes dañados. Típicamente, la metodología empleada para el diseño de estos parches de material compuesto se basa en procesos iterativos, donde se adoptan arbitrariamente parches con distinta geometría y se verifica la estabilidad de la fisura en cada caso. Sin embargo, este proceso de diseño no garantiza que la forma del parche sea la óptima, sino que permite establecer comparativamente la eficiencia de una configuración determinada en relación con otra. En el presente trabajo se ha propuesto un algoritmo de optimización topológica aplicado a materiales ortótropos. Con el objetivo de evaluar la capacidad del modelo se ha analizado el caso práctico de un componente mecánico, fisurado y reparado con parches de material compuesto, solicitado a distintos tipos de cargas. Los resultados obtenidos se han comparado con estudios paramétricos llevados a cabo por otros autores. Este análisis comparativo ha permitido evidenciar el potencial del algoritmo desarrollado para ser aplicado al diseño eficiente de parches de material compuesto.Fil: Braun, Matias Nicolas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Construcciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Villa, Edgardo Ignacio. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Construcciones; ArgentinaFil: Rocco, Claudio Guillermo. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Construcciones; Argentina1st Iberic Conference on Theoretical and Experimental Mechanics and Materials & 11th National Congress on Experimental MechanicsPortoPortugalUniversidade do Porto. Faculdade de Engenharia. Instituto de Ciência e Inovação em Engenharia Mecânica e Gestão Industria

Modelación de procesos de propagación de fisuras en estructuras de hormigón

El plan de trabajo de mi beca doctoral se basa en la implementación de un modelo numérico termo-mecánico continuo de daño con plasticidad que permite simular el proceso de iniciación y propagación de fisuras producidas como consecuencia de los gradientes térmicos de masa y de superficie desarrollados por el calor liberado durante el proceso de hidratación del cemento (contracción térmica), y por el efecto de la contracción por secado del hormigón. Se trata de dos problemáticas cuyo estudio resulta de fundamental importancia tanto en el diseño como en el análisis del comportamiento en servicio de estructuras de hormigón, debido a la alta probabilidad de ocurrencia de estos fenómenos como así también a las consecuencias negativas que supone su aparición. En los dos problemas abordados (contracción térmica y por secado) se incorporan como variables las propiedades del material, las condiciones ambientales en las que se encuentra emplazada la estructura, la metodología constructiva utilizada, la tipología estructural y, como aporte novedoso y complementario, la posibilidad de contemplar en el modelo la aleatoriedad presente en la distribución de las propiedades del material. Este último aspecto incluye la consideración de distintos patrones de distribución de propiedades mecánicas, lo que permite llevar a cabo un estudio estadístico con el objeto de determinar la edad de aparición de las fisuras así como su ubicación en la estructura.Universidad Nacional de La Plat

Estudio comparativo de modelos no lineales para el análisis del proceso de fisuración en estructuras de hormigón

En el presente trabajo se propone comparar los resultados obtenidos con el Modelo de fisuración cohesiva, un modelo de plasticidad con daño y el Método de los elementos finitos extendido (XFEM), para determinar cuál de estos modelos es el más adecuado para simular el proceso de fisuración en una estructura de hormigón masivo. En el segundo apartado se describen brevemente los modelos mencionados. Luego, en el tercer apartado se presenta el problema analizado y los parámetros requeridos por cada uno de los modelos. Por último, en el cuarto apartado se analizan los resultados obtenidos y en el quinto apartado se presentan las principales conclusiones del trabajo.Facultad de Ingenierí

Modelación de procesos de propagación de fisuras en estructuras de hormigón

El plan de trabajo de mi beca doctoral se basa en la implementación de un modelo numérico termo-mecánico continuo de daño con plasticidad que permite simular el proceso de iniciación y propagación de fisuras producidas como consecuencia de los gradientes térmicos de masa y de superficie desarrollados por el calor liberado durante el proceso de hidratación del cemento (contracción térmica), y por el efecto de la contracción por secado del hormigón. Se trata de dos problemáticas cuyo estudio resulta de fundamental importancia tanto en el diseño como en el análisis del comportamiento en servicio de estructuras de hormigón, debido a la alta probabilidad de ocurrencia de estos fenómenos como así también a las consecuencias negativas que supone su aparición. En los dos problemas abordados (contracción térmica y por secado) se incorporan como variables las propiedades del material, las condiciones ambientales en las que se encuentra emplazada la estructura, la metodología constructiva utilizada, la tipología estructural y, como aporte novedoso y complementario, la posibilidad de contemplar en el modelo la aleatoriedad presente en la distribución de las propiedades del material. Este último aspecto incluye la consideración de distintos patrones de distribución de propiedades mecánicas, lo que permite llevar a cabo un estudio estadístico con el objeto de determinar la edad de aparición de las fisuras así como su ubicación en la estructura.Universidad Nacional de La Plat