Numerická analýza visko-elastických materiálových modelů

Abstract

Použitelnost betonových konstrukcí je multifyzikálním problémem, kde je mimo jiné provázána viskoelasticita s plasticitou nebo poškozením. Práce je zaměřena na analýzu a testování izotropního viskoelastického materiálového modelu založeného na zobecněném Kelvinově řetězci. Kelvinův řetězec je popsán detailněji pro 1D napjatost a následně je ukázáno jeho použití pro víceosou 2D rovinnou napjatost. V této práci jsou provedeny celkem 3 studie, jež používají Kelvinův řetězec. První studie se týká analýzy Kelvinova řetězce s poškozením na několika benchmarkových úlohách pro dotvarování. Druhá studie srovnává výsledky Kelvinova řetězce včetně poškození s experimentem na úloze tříbodového ohybu nosníku. Třetí studie se týká analýzy Kelvinova řetězce s poškozením na úloze relaxace napětí v zatíženém betonovém nosníku a srovnání výsledků s výpočtem v softwaru ANSYS a s experimentálním měřením. Cílem je analyzovat vliv parametru na průběh časově závislého chování betonu a také vliv počtu časových přírůstků N na výsledek.The serviceability of concrete structures is a multiphysical problem where viscoelasticity is interrelated with plasticity or damage, among other things. This work focuses on the analysis and testing of an isotropic viscoelastic material model based on a generalized Kelvin chain. The Kelvin chain is described in detail for 1D strain and then its application to multi-axial 2D plane strain is shown. In this paper, a total of 3 studies are carried out using the Kelvin chain. The first study concerns the analysis of the Kelvin chain with damage on several benchmark refinement problems. The second study compares the results of the Kelvin chain including damage with an experiment on a three-point beam bending problem. The third study concerns the analysis of the Kelvin chain with damage on a stress relaxation problem in a loaded concrete beam and compares the results with the ANSYS calculation and experimental measurements. The aim is to analyze the effect of the parameter on the time-dependent behavior of the concrete and also the effect of the number of time increments N on the result.