La ricerca che si propone rappresenta la naturale prosecuzione del lavoro iniziato alla fine del 1999 sulle formulazioni non locali nella meccanica del danneggiamento e loro approccio numerico agli elementi di contorno. La ricerca condotta nel corso dell’anno 2000 ha innanzitutto analizzato le formulazioni non locali pubblicate in letteratura negli ultimi dieci anni. Come primo passo ha poi formulato una teoria non locale in grado di descrivere il comportamento di materiali cosiddetti elasto-danneggiativi: sopra una certa soglia elastica, dal punto di vista macroscopico è visibile un processo irreversibile di degradazione delle proprietà elastiche del materiale. Al fine di ottenere i risultati numerici, si è applicato il Metodo degli Elementi di Contorno (BEM). Il periodo di ricerca trascorso presso il Queen Mary and Westfield College in Londra (novembre 1999 – maggio 2000) collaborando con il prof. M.H. Aliabadi ha portato alla formulazione di un programma di calcolo agli elementi di contorno in grado di risolvere problemi elastici bi-dimensionali con non-linearità del materiale di tipo plastico. Il successivo passo di ricerca consiste nel modificare tale programma al fine di tener conto del fenomeno del danneggiamento. La teoria del danneggiamento offre la possibilità di simulare il comportamento di materiali la cui risposta dipende dalla storia di carico e che degenerano irreversibilmente sotto l'azione di sollecitazioni meccaniche. La crescita del danno porta generalmente a comportamenti locali di tipo "softening": la tensione decresce al crescere della deformazione, come si riscontra sperimentalmente in materiali quali il calcestruzzo, i terreni, vari fibro-compositi, calcestruzzi fibro-rinforzati, ecc. Sarà estremamente utile continuare la collaborazione scientifica con il prof. Aliabadi attraverso un continuo scambio di informazioni e di visite, essendo il ricercatore suddetto riconosciuto in campo internazionale come esperto del BEM in campo lineare e non. Il programma verrà poi applicato ad alcuni esempi numerici per evidenziarne i vantaggi di stabilità numerica ed economicità computazionale rispetto alle tecniche agli elementi finiti. La discretizzazione del volume è limitata alla sola parte danneggiata, di dimensioni, peraltro, limitate negli usuali problemi di danneggiamento. La ricerca è estremamente interessante per l’analisi non lineare di strutture in calcestruzzo, fibro-rinforzati e in terra, dove la non linearità è legata alla nascita di zone danneggiate per effetto di azioni meccaniche. Per questo tipo di materiali si potrà sia progettare nuove strutture attraverso modelli più realistici e quindi con coefficienti di sicurezza meno cautelativi, sia verificare strutture già realizzate con margini di errore di gran lunga minori.
Il metodo degli elementi finiti di contorno nell'analisi non locale del danneggiamento (ex60% 2000-2002)
MALLARDO, Vincenzo
2001
Abstract
La ricerca che si propone rappresenta la naturale prosecuzione del lavoro iniziato alla fine del 1999 sulle formulazioni non locali nella meccanica del danneggiamento e loro approccio numerico agli elementi di contorno. La ricerca condotta nel corso dell’anno 2000 ha innanzitutto analizzato le formulazioni non locali pubblicate in letteratura negli ultimi dieci anni. Come primo passo ha poi formulato una teoria non locale in grado di descrivere il comportamento di materiali cosiddetti elasto-danneggiativi: sopra una certa soglia elastica, dal punto di vista macroscopico è visibile un processo irreversibile di degradazione delle proprietà elastiche del materiale. Al fine di ottenere i risultati numerici, si è applicato il Metodo degli Elementi di Contorno (BEM). Il periodo di ricerca trascorso presso il Queen Mary and Westfield College in Londra (novembre 1999 – maggio 2000) collaborando con il prof. M.H. Aliabadi ha portato alla formulazione di un programma di calcolo agli elementi di contorno in grado di risolvere problemi elastici bi-dimensionali con non-linearità del materiale di tipo plastico. Il successivo passo di ricerca consiste nel modificare tale programma al fine di tener conto del fenomeno del danneggiamento. La teoria del danneggiamento offre la possibilità di simulare il comportamento di materiali la cui risposta dipende dalla storia di carico e che degenerano irreversibilmente sotto l'azione di sollecitazioni meccaniche. La crescita del danno porta generalmente a comportamenti locali di tipo "softening": la tensione decresce al crescere della deformazione, come si riscontra sperimentalmente in materiali quali il calcestruzzo, i terreni, vari fibro-compositi, calcestruzzi fibro-rinforzati, ecc. Sarà estremamente utile continuare la collaborazione scientifica con il prof. Aliabadi attraverso un continuo scambio di informazioni e di visite, essendo il ricercatore suddetto riconosciuto in campo internazionale come esperto del BEM in campo lineare e non. Il programma verrà poi applicato ad alcuni esempi numerici per evidenziarne i vantaggi di stabilità numerica ed economicità computazionale rispetto alle tecniche agli elementi finiti. La discretizzazione del volume è limitata alla sola parte danneggiata, di dimensioni, peraltro, limitate negli usuali problemi di danneggiamento. La ricerca è estremamente interessante per l’analisi non lineare di strutture in calcestruzzo, fibro-rinforzati e in terra, dove la non linearità è legata alla nascita di zone danneggiate per effetto di azioni meccaniche. Per questo tipo di materiali si potrà sia progettare nuove strutture attraverso modelli più realistici e quindi con coefficienti di sicurezza meno cautelativi, sia verificare strutture già realizzate con margini di errore di gran lunga minori.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
