ANÁLISIS COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE MAMPOSTERÍA MEDIANTE MICRO-MODELOS Y TÉCNICAS DE HOMOGENEIZACIÓN

RICARDO DANIEL QUINTEROS; SERGIO OLLER; LIZ GRACIELA NALLIM

Mendoza

Congreso; XX Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones; 2013

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

En el presente trabajo se desarrolla un estudio comparativo del comportamiento estructural de materiales compuestos, utilizando para su simulación diversos modelos y técnicas basados en  formulaciones con diferentes orígenes. Esto es, por un lado están  los micro-modelos, que dependen del nivel de discretización de los componentes individuales mediante elementos finitos, y por otro lado están las técnicas de representación en múltiple escala que también reciben el nombre de homogeneización. La rigidez, resistencia y ductilidad de los materiales componentes intervienen activamente en la definición del comportamiento y el modo de falla del conjunto, por lo que resulta necesario recurrir a métodos y técnicas que permitan representar y reproducir el comportamiento tanto lineal como no-lineal del compuesto, ya sea a través de micro-modelos o macro-modelos basados en técnicas de homogeneización. Estas técnicas de homogeneización permiten representar el comportamiento del compuesto sorteando las heterogeneidades presentes en la mayoría de los materiales estructurales, tratando al compuesto como un material homogéneo anisótropo con propiedades medias (homogeneizadas). Mediante estas técnicas, es posible derivar el comportamiento global de la estructura a partir del comportamiento de los materiales constituyentes adoptando modelos constitutivos diferentes para cada uno de ellos. Esta técnica de homogeneización se utiliza en aquellos materiales que tienen una configuración periódica y que permite trabaja en dos escalas: una escala microscópica, donde quedan especificadas las propiedades mecánicas y geométricas de los materiales componentes, y una escala macroscópica en la cual el material es tratado como si fuese homogéneo. A efectos de comparación se muestran los resultados obtenidos en estructuras de mampostería de ladrillos, utilizando una discretización muy densa que permita asignar a cada elemento finito un material (micro modelo) y un macro-modelo basado en la teoría de homogeneización en múltiple escala. En ambos casos se utilizan modelos constitutivos apropiados para describir el comportamiento no lineal de los  materiales que componen la mampostería. Concretamente en este trabajo se utiliza un modelo de daño que permite degradar en forma diferenciada la parte volumétrica y desviadora del comportamiento constitutivo del material.