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Previous issue date: 2016-07-06 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work deals with the study of the concrete mechanical behavior using a two-dimensional
numerical modeling in mesoscopic scale. The material is considered to be composed of three
phases consisting of the interface zone matrix and inclusions, where each constituent is modeled
properly. In the representative volume element (RVE) inclusions of as various shapes and
randomly arranged are considered. The interface zone is modeled by finite elements where a model
of fracture and contact recently proposed is incorporated. On the other hand, the transition zone is
modeled by triangular finite elements where the Mohr-Coulomb model with lower strength
characteristics compared to the mortar, is used. Inclusion is modeled as a linear elastic material and
the matrix is considered as elastoplastic materials governed by the Mohr-Coulomb model. Our
main goal is to show that a formulation based on computational homogenization is an alternative to
complex macroscopic constitutive models for the mechanical behavior of brittle materials using a
procedure based on the Finite Element Method and a multiscale theory. Examples changing the
form of aggregate, their volume fraction and distribution in RVE, as well as various strategies for
modeling the transition zone are shown to illustrate the performance of the proposed model. The
results evidence that the proposed modeling leads to are promising results for employment in a
multiscale modeling. Also, this work shows the importance of parametric identification of fracture
and contact model in the microstructural analysis of concrete. / Este trabalho trata do estudo do comportamento mecânico do concreto utilizando uma
proposta de modelagem numérica bidimensional em escala mesoscópica. O material é
considerado como composto por três fases consistindo de zona de interface, matriz e
inclusões, onde cada constituinte é modelado adequadamente. O Elemento de Volume
Representativo (EVR) consiste de inclusões idealizadas como de várias formas e
aleatoriamente dispostas no EVR. Uma das abordagens permite que a zona de interface seja modelada por meio de elementos finitos coesivos de contato, onde um modelo de fratura e
contato recentemente proposto é incorporado ao elemento. Por outro lado, a zona de
transição pode ser modelada por elementos finitos triangulares onde o modelo de Mohr-
Coulomb com características de menor resistência em relação à argamassa, é utilizado. A
inclusão é modelada como sendo um material elástico linear, já a matriz é considerada como
material elastoplástico obedecendo ao modelo de Mohr-Coulomb. O principal objetivo é
mostrar que uma formulação baseada na homogeneização computacional é uma alternativa
aos modelos constitutivos macroscópicos complexos para o comportamento mecânico de
matérias frágeis usando um procedimento baseado no Método dos Elementos Finitos no
âmbito de uma teoria multiescala. Uma série de exemplos envolvendo a mudança de forma de
agregados, sua fração volumétrica e sua distribuição no EVR, assim como diferentes
estratégias de modelagem da zona de transição, é apresentada de modo a ilustrar a
performance da modelagem proposta. Os resultados encontrados evidenciam que as
modelagens propostas apresentam resultados promissores para o emprego numa modelagem
multiescala. Também, este trabalho mostra a importância da identificação paramétrica do
modelo de fratura e contato na análise microestrutural do concreto.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/6796 |
| Date | 06 July 2016 |
| Creators | Quaresma, Wanessa Mesquita Godoi |
| Contributors | Pituba, José Julio de Cerqueira, Pituba, José Julio de Cerqueira, Araújo, Daniel de Lima, Fernandes, Gabriela Rezende |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Geotecnia, Estruturas e Construção Civil (EEC), UFG, Brasil, Escola de Engenharia Civil - EEC (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 6915322422128222104, 600, 600, 600, 600, 724087251626315585, 7962414133013518621, -2555911436985713659 |
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