Orientador: José Luiz Antunes de Oliveira e Sousa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:51:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2010 / Resumo: A pesquisa objeto desta tese refere-se a uma investigação dos processos de fratura no concreto de alta resistência (High Strength Concrete - HSC), com ênfase no estudo da influência da taxa de carregamento (medida como a taxa de deslocamento do ponto de aplicação de carga) nos ensaios de fraturamento e assim caracterizar sua ductilidade em tração. Neste trabalho um modelo de fratura dependente do tempo (modelo coesivo-viscoso) é apresentado e a influência da taxa de carregamento na resposta em fratura quase-frágil é estudada através de simulação numérica. O modelo de fratura dependente do tempo acopla um parâmetro viscoso, dado em função da velocidade de abertura da fratura, ao modelo clássico de fissura fictícia proposto por Hillerborg, tal que uma relação tensão-abertura de fissura dependente do tempo, (?, ?), represente uma zona coesiva-viscosa inserida em um meio elástico não-viscoso. O modelo coesivo-viscoso é implementado no arcabouço teórico do método dos elementos finitos com um método de cálculo iterativo que modela a fratura quase-frágil (comportamento não-linear) como uma superposição de problemas em mecânica da fratura elástica linear (Linear Elastic Fracture Mechanics - LEFM). O modelo numérico implementado é validado com os resultados experimentais obtidos de vigas prismáticas ranhuradas em flexão em três pontos (Three-Point Bend Test - TPBT), com taxas de carregamento variando da ordem de = 10-5 mm/s a 6 = 10+1 mm/s. Os resultados numéricos obtidos mostram que o modelo coesivo-viscoso implementado, apesar de sua simplicidade, reflete o fato experimentalmente documentado de que a nucleação e a propagação de uma fratura coesiva, bem como os fenômenos que governam os processos de fratura, são dependentes da taxa de carregamento. Assim, a diferença obtida por muitos pesquisadores na medida da energia de fratura não se deve unicamente à escala do protótipo ensaiado mas também à taxa de carregamento aplicada nos ensaios. / Abstract: This thesis addresses a numerical investigation to account for loading rate influence (measured as the load-point displacement rate) on the fracture processes of quasi-brittle materials such as high strength concrete (HSC). In this context, fracture tests are simulated by a proposed time-dependent cohesive model. The proposed model couples a viscous parameter, as a function of crack-opening rate, to the classical Hillerborg's fictitious crack approach such that a time-dependent stress crack opening law, (?, ?), represents a viscous-cohesive zone in an elastic, time-independent, body. The viscous cohesive representation is implemented in a finite element framework using a iterative method in such a way that the equations governing the quasebrittle crack propagation (non-linear behaviour) is sought from a triangular system of equations, obtained by superposing linear elastic fracture mechanics (LEFM) cases. To show the accuracy of the model, numerical simulations of notched beams in three-point bend test (TPBT) were performed. In the tests five different loading rates were employed (ranging from = 10-5 mm/s = 10+1 mm/s). The results numerically obtained match very well the experimental ones, particularly the maximum load for the several loading rates used in the tests. A parametric study has also been performed to point out which are the model, geometry and fracture parameters influencing the fracture process due to loading rate. The numerical results show that the model, although its simplicity, provides a general approach to reflect the experimentally documented fact that crack propagation and so the parameters governing the fracture processes in cementious materials depend on the loading rate. So, the differences obtained by several researches worldwide on the fracture energy measurement are not only due to the scale of the tested specimens, but also due to the loading rate influence. / Doutorado / Estruturas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unicamp.br:REPOSIP/258103 |
| Date | 16 August 2018 |
| Creators | Rosa, Alaor Leandro |
| Contributors | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS, Sousa, José Luiz Antunes de Oliveira e, 1951-, Junior, Leandro Palermo, Almeida, Luiz Carlos de, Bittencourt, Tulio Nogueira, Manzoli, Oswaldo Luiz |
| Publisher | [s.n.], Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 151 p. : il., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da Unicamp, instname:Universidade Estadual de Campinas, instacron:UNICAMP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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