Desarrollo de un Modelo Mesoscópico Tridimensional Aplicado al Estudio de la Fractura Dinámica de Hormigones

Abstract

En este trabajo, se ha propuesto un modelo 3d a escala mesoscópica que permite estudiar el comportamiento dinámico de probetas de hormigón sometidas a altas velocidades de deformación. Se han discretizado tres fases: el agregado grueso, la matriz de mortero y la transición entre la matriz y la inclusión. Con el objetivo de simplificar el problema, los agregados se han modelado de forma esférica mientras que la zona de transición se ha modelado como una fina capa que rodea los agregados. El modelo numérico ha sido implementado en el software comercial de elementos finitos Abaqus/Explicit. Se ha desarrollado un código en MatLab que permite la generación la distribución aleatoria de agregados a partir de una curva de distribución de tamaños. Con el objetivo de incorporar la dependencia con la velocidad de deformación en el modelo constitutivo, de la matriz y de la zona de transición, se ha programado una subrutina de material tipo VUMAT. Se han considerado distintas distribuciones de agregados, propiedades de los materiales y tamaños de la zona de transición. A partir de los resultados obtenidos, se ha analizado la capacidad del modelo propuesto para estudiar el efecto de la velocidad de deformación en los mecanismos de fallo del hormigón. Los resultados han sido comparados con datos numéricos y experimentales presentados por otros autores.