Simulación del comportamiento microestructural del hormigón simple aplicando técnicas de homogenización

Abstract

En el presente trabajo final se abordan problemas referidos a la homogenización de un material estructural heterogéneo: hormigón simple. La finalidad de la homogenización es obtener un material homogéneo ideal que se comporte, macroscópicamente, de la misma forma que el material heterogéneo original. Para obtener este material homogéneo ideal se debe trabajar sobre las heterogeneidades del material original, analizando su distribución, tamaño, ley constitutiva, etc. Todo esto se logra mediante la utilización del Elemento de Volumen Representativo, el cual se define como un volumen V a nivel microscópico, que debe ser representativo de la totalidad del material. Para esto se debe cumplir lo que se conoce como distribución estadísticamente homogénea de los defectos (heterogeneidades) a lo largo de todo el material. La modelación de los distintos problemas se realizó utilizando el Método de los Elementos Finitos (MEF), en estado plano de tensiones en algunos casos y de deformaciones en otros. Todos los materiales se consideraron dentro de campo elástico lineal. Los problemas fueron resueltos utilizando un software de MEF de elaboración propia en lenguajes FORTRAN 90 y MatLab, y también en aplicaciones como GiD v10.0.9 y Abaqus v6.9. Una aplicación importante consistió en el desarrollo de una rutina de usuario UMAT, programada en FORTRAN para modelar materiales heterogéneos teniendo en cuenta propiedades de 1 la microestructura dentro de Abaqus v6.9. Se presentan ejemplos estructurales con el fin de mostrar las ventajas de la micromecánica para describir diferentes comportamientos mecánicos de materiales heterogéneos