Simulación Numérica de Materiales Heterogéneos a Partir de la Homogenización de su Microestructura

K. ROSHDESTWENSKY; JUAN MANUEL PODESTÁ; JAVIER L. MROGINSKI; RICARDO BARRIOS D´AMBRA

Corrientes, Corrientes, Argentina

Exposici�n; XVIII Reunión de Comunicaciones Científicas y Tecnológicas; 2012

Secretaría General de Ciencia y Técnica - UNNE

La Micromecánica es una disciplina que ha adquirido gran importancia e interés en la comunidad científica debido al constante desarrollo de nuevos materiales estructurales, con diferentes usos civiles e industriales. Estos materiales presentan en general un elevado grado de heterogeneidad cuando son estudiados a diferentes niveles de observación (microscópico o mesoscópico) y no pueden ser tratados como la mayoría de los materiales empleados en la práctica de la ingeniería, donde la hipótesis fundamental consiste en asumir homogeneidad e isotropía. Por este motivo nuevas formulaciones constitutivas son requeridas para modelar y comprender con mayor rigurosidad el comportamiento mecánico de estos materiales. En virtud de la complejidad que presenta el modelado numérico de la microestructura de estos materiales heterogéneos resulta de suma importancia contar con una herramienta computacional que permita simular o predecir el comportamiento constitutivo a nivel macroscópico sin perder información de la microestructura de los mismos. Por otro lado, existe en la actualidad numerosos softwares de cálculo basados en su mayoría en el Método de los Elementos Finito (MEF) para resolver numerosos problemas de la ingeniería Civil. Al tratarse de softwares comerciales existe siempre la prohibición de acceder al código fuente de los mismos para poder realizar cualquier modificación. Sin embargo algunos de estos software permiten el desarrollo de rutinas de usuario con el fin de incorporarle al programa funcionalidades no previstas originalmente por la empresa diseñadora. En este contexto, el presente trabajo propone el desarrollo y la implementación de una rutina de usuario, denominada UMAT, dentro del software comercial Abaqus v6.9 que extienda las funcionalidades del programa original para posibilitar el modelado de sólidos heterogéneos a nivel macroscópico teniendo en cuenta propiedades de la microestructura, aprovechando de esta manera la robustez y confiabilidad que provee el software comercial en combinación con la información de la microestructura brindada a través del UMAT. Entre los resultados obtenidos se muestran numerosos ejemplos de materiales de gran relevancia en la Ingeniería Civil como ser: acero poroso, hormigón con fibras orientadas, hormigón con fibras sin orientación predeterminada y concreto asfáltico.