Modelo de elemento finito con discontinuidades embebidas para la simulación computacional de falla dúctil en materiales gobernados por leyes de plasticidad tipo J2

PABLO SANCHEZ; VICTORIO SONZOGNI; ALFREDO HUESPE

Belem, PA, Brasil

Congreso; XXVII CILAMCE Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering; 2006

ABMEC

El uso de elementos  finitos con modos mejorados (embebidos) de deformacion ha  ganado un creciente interes y popularidad en el contexto de la mecanica computacional defalla material. En particular, mucho esfuerzo se ha dedicado al planteo y formulacion de los  denominados modelos discretos-cohesivos en aplicaciones de fractura cuasi fragil. En este trabajo presentamos una extension de tales aproximaciones discretas para simular numericamentemecanismos de falla ductil, inducidos tipicamente por la acumulacion de deformaciones plasticas, altamente localizadas, en forma de bandas de corte. Se propone para tal f in el desarrollo de elementos f initos simplices, cuyas funciones de interpolacion (lineales) se enriquecen cinematicamente mediante la incorporacion explicita de modos discontinuos en desplazamientos, siguiendo una estrategia particular conocida como Aproximacion por DiscontinuidadesFuertes del Continuo (CSDA). Para salvar las deficiencias que poseen los elementos de bajoorden en problemas de plasticidad, fundamentalmente si el flujo plastico es puramente desviador (regimen cuasi incompresible), se utiliza un esquema estabilizado mixto (desplazamiento- presion) formulado en el marco teorico del metodo de sub-escalas ortogonales. Para mostrarel desempeño numerico de la formulacion propuesta, se estudian dos ejemplos bidimensionalesen donde la falla esta asociada a la generacion de un mecanismo de colapso de tipo deslizamiento, el cual propaga en el medio inicialmente continuo. Se presentan comparaciones con soluciones numericas alternativas.