Micromecánica estimaciones comparadas con métodos basados en FE para modelar el comportamiento de materiales viscoelásticos microagrietados
Autores: Abou Chakra, Sarah; Bary, Benoît; Lemarchand, Eric; Bourcier, Christophe; Granet, Sylvie; Talandier, Jean
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Micromecánica estimaciones comparadas con métodos basados en FE para modelar el comportamiento de materiales viscoelásticos microagrietados
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Estudio
Material micro agrietado
Comportamiento efectivo
Modelo de Burgers
Isotrópico
Medio homogeneizado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este estudio es investigar el comportamiento efectivo de un material microfisurado cuyos módulos de volumen y corte de la matriz están regidos por un modelo de Burgers viscoelástico lineal. El análisis incluye un estudio detallado de fisuras orientadas y distribuidas aleatoriamente que muestran un comportamiento isotrópico general, así como fisuras alineadas que resultan en un medio transversalmente isotrópico. Las propiedades efectivas del material se aproximan con la suposición de que el medio equivalente homogeneizado exhibe las características de un modelo de Burgers, lo que lleva a la identificación de módulos homogeneizados a corto y largo plazo en el espacio de Laplace-Carson a través de formulaciones simplificadas. La ventaja crucial de esta técnica analítica consiste en evitar cálculos de la transformada inversa de Laplace-Carson. Las estimaciones micromecánicas se validan mediante comparaciones con simulaciones numéricas de elementos finitos en microestructuras 3D generadas con fisuras de forma de disco de espesor cero. Se tienen en cuenta las intersecciones entre fisuras orientadas aleatoriamente, destacando así un posible fenómeno de percolación. Luego, se estudian los efectos de las microfisuras en el comportamiento del material con el objetivo de proporcionar modelos de fluencia de alto rendimiento para cálculos de macroestructuras a un costo computacional moderado a través de la aplicación de técnicas analíticas de homogeneización.
Descripción
El propósito de este estudio es investigar el comportamiento efectivo de un material microfisurado cuyos módulos de volumen y corte de la matriz están regidos por un modelo de Burgers viscoelástico lineal. El análisis incluye un estudio detallado de fisuras orientadas y distribuidas aleatoriamente que muestran un comportamiento isotrópico general, así como fisuras alineadas que resultan en un medio transversalmente isotrópico. Las propiedades efectivas del material se aproximan con la suposición de que el medio equivalente homogeneizado exhibe las características de un modelo de Burgers, lo que lleva a la identificación de módulos homogeneizados a corto y largo plazo en el espacio de Laplace-Carson a través de formulaciones simplificadas. La ventaja crucial de esta técnica analítica consiste en evitar cálculos de la transformada inversa de Laplace-Carson. Las estimaciones micromecánicas se validan mediante comparaciones con simulaciones numéricas de elementos finitos en microestructuras 3D generadas con fisuras de forma de disco de espesor cero. Se tienen en cuenta las intersecciones entre fisuras orientadas aleatoriamente, destacando así un posible fenómeno de percolación. Luego, se estudian los efectos de las microfisuras en el comportamiento del material con el objetivo de proporcionar modelos de fluencia de alto rendimiento para cálculos de macroestructuras a un costo computacional moderado a través de la aplicación de técnicas analíticas de homogeneización.