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Elementos de Interfaz Mecánica
Wednesday 4 April 2012, by
Los elementos de interfaz mecánica surgen por la necesidad de modelar la interfaz de presas, interfaz concreto – roca, donde podía producirse deslizamiento y/o apertura. El programa de elementos finitos Code_Aster permite la posibilidad de dos tipos de interfaz:
- Interfaz de ruptura - apertura
- Interfaz de deslizamiento
El presente tutorial ilustra el comportamiento de elementos de interfaz mecánica del tipo friccional (Morh-Coulomb) en los siguientes escenarios de modelación:
- Ejemplo A: Interfaz en compresión pura
- Ejemplo B: Interfaz en corte puro
- Ejemplo C: Interfaz en tracción y corte
- Ejemplo D: Contacto clásico presa-roca, durante llenado de la presa
Geometría
Para los cuatro primeros ejemplos consideramos la siguiente geometría:
Ver el tutorial sobre la creación de elementos de interfaz de espesor nulo.
Propiedades Mecánicas
||Presa de Concreto|Table Summary||
| {{{Ejemplo}}} | {{{A}}} | {{{B}}} | {{{C}}} | {{{D}}} |
| | Compresión pura |Corte Puro | Tracción y Corte| Presión de agua|
|Módulo de Young, |
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|Módulo de Poisson,
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|Densidad,
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||Roca de Fundación|Table Summary||
| {{{Ejemplo}}} | {{{A}}} | {{{B}}} | {{{C}}} | {{{D}}} |
| | Compresión pura |Corte Puro | Tracción y Corte| Presión de agua|
|Módulo de Young,
|
|
|
|
|
|Módulo de Poisson,
|
|
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|
|
|Densidad,
|
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Se asume un comportamiento elástico para estos ejemplos.
Interfaz friccional
La interfaz modelada corresponde a un borde artificial cuya constitutiva se basa en el modelo friccional de Morh-Coulomb regularizado para que exista unicidad y convergencia:
||Parámetros de la Interfaz |Table Summary||
|Rigidez Normal| |
|Rigidez Tangencial|
|
|Módulo de Fricción|
|
|Cohesión|
|
|Módulo de endurecimiento|
|
Resultados
Ejemplo A
En el ejemplo A se aplica compresión pura a la interfaz, con un valor de $P_o$ que aumenta en forma lineal en el tiempo hasta alcanzar un valor de $ P_o = 300 [KPa] $.
Ejemplo B
En el ejemplo B se impone un desplazamiento de $\delta_x = 0,05 [mm]$ en el vértice $(0,0)$, lo que genera corte en la interfaz.
Ejemplo C
En el ejemplo C se impone un desplazamiento en el vértice $(0,10)$ en ambas direcciones: $\delta_x = 0,15 [mm]$ , $\delta_y = 0,1 \times \delta_x$.
El desplazamiento impuesto genera tracción y corte en la interfaz.
Ejemplo D
En el ejemplo D se simula una presa típica sometida a una presión de agua que varía en el tiempo en forma cuasi-estática, simula el llenado de la presa.