[article] 
inJournal of engineering mechanics > Vol.131, N° 1 (Janvier 2005) . - 31-40 p.

Titre :	Microplane Model M5 with Kinematic and Static Constraints for Concrete Fracture and Anelasticity. I: Theory
Titre original :	Microplane M5 Modèle avec des Contraintes Cinématiques et Statiques pour la Rupture et l'Inélasticité Concrete. I : Théorie
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	Zdenek P. Bazant, Auteur ; Caner, Ferhun C., Auteur
Année de publication :	2005
Article en page(s) :	31-40 p.
Note générale :	Génie Civil, Génie Mécanique
Langues :	Anglais (eng)
Mots-clés :	Concrete Fracture Inelastic action Dmage Softening Finite element method Numerical models Concret Rupture Action non élastique Dommage Adoucissement Méthode d'élément fini Modèles numériques
Index. décimale :	621.34/624
Résumé :	Presented is a new microplane model for concrete, labeled M5, which improves the representation of tensile cohesive fracture by eliminating spurious excessive lateral strains and stress locking for far postpeak tensile strains. To achieve improvement, a kinematically constrained microplane system simulating hardening nonlinear behavior (nearly identical to previous Model M4 stripped of tensile softening) is coupled in series with a statically constrained microplane system simulating solely the cohesive tensile fracture. This coupling is made possible by developing a new iterative algorithm and by proving the conditions of its convergence. The Special aspect of this algorithm (contrasting with the classical return mapping algorithm and by hardening plasticity) is that the cohesive softening stiffness matrix (which is not positive definite) is used as the predictor and the hardening stiffness matrix as the corrector. The Sofetining cohesive stiffness for fracturing is related to the fracture energy of concrete and the effective crack spacing. The Postpeak softening slopes on the microplanes can be adjusted according to the element size in the sense of the crack band model. Finally, an incremental thermodynamic potential for the coupling of statically and kinematically constrained microplane systems is formulated. The Data fitting and experimental calibration for tensile strain softening are relegated to a subsequent paper in this issue, while all the nonlinear triaxial response in compression remains the same as for Model M4. Présenté est un nouveau modèle de microplane pour concret, marqué M5, qui améliore la représentation de la rupture cohésive de tension en éliminant de fausses contraintes et effort latéraux excessifs fermant à clef pour des contraintes de tension de postpeak lointain. Pour réaliser l'amélioration, un système cinématiquement contraint de microplane simulant durcissant le comportement non-linéaire (presque identique à modèle précédent M4 dépouillé de se ramollir de tension) est couplé en série avec un système statiquement contraint de microplane simulant seulement la rupture de tension cohésive. Cet accouplement est rendu possible en développant un nouvel algorithme itératif et en prouvant les conditions de sa convergence. L'aspect spécial de cet algorithme (contrastant avec l'algorithme traçant de retour classique et en durcissant la plasticité) est que la matrice se ramollissante cohésive de rigidité (qui n'est pas définie positif) est employée comme prédiseur et matrice durcissante de rigidité comme correcteur. La rigidité cohésive de Sofetining pour rompre est liée à l'énergie de rupture du béton et de l'espacement efficace de fente. Les pentes se ramollissantes de Postpeak sur les microplanes peuvent être ajustées selon la taille d'élément dans le sens du modèle de bande de fente. En conclusion, un potentiel thermo-dynamique par accroissement pour l'accouplement les systèmes de statiquement et cinématiquement contraints de microplane est formulé. L'ajustage de précision de données et le calibrage expérimental pour se ramollir de tension de contrainte sont relégués à un papier suivant dans cette issue, alors que toute la réponse à trois axes non-linéaire dans la compression demeure la même que pour le modèle M4.
En ligne :	z-bazant@northwestern.edu, ferhun.caner@upc.es

[article] Microplane Model M5 with Kinematic and Static Constraints for Concrete Fracture and Anelasticity. I: Theory = Microplane M5 Modèle avec des Contraintes Cinématiques et Statiques pour la Rupture et l'Inélasticité Concrete. I : Théorie [texte imprimé] / Zdenek P. Bazant, Auteur ; Caner, Ferhun C., Auteur . - 2005 . - 31-40 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 1 (Janvier 2005) . - 31-40 p.

Mots-clés :	Concrete Fracture Inelastic action Dmage Softening Finite element method Numerical models Concret Rupture Action non élastique Dommage Adoucissement Méthode d'élément fini Modèles numériques
Index. décimale :	621.34/624
Résumé :	Presented is a new microplane model for concrete, labeled M5, which improves the representation of tensile cohesive fracture by eliminating spurious excessive lateral strains and stress locking for far postpeak tensile strains. To achieve improvement, a kinematically constrained microplane system simulating hardening nonlinear behavior (nearly identical to previous Model M4 stripped of tensile softening) is coupled in series with a statically constrained microplane system simulating solely the cohesive tensile fracture. This coupling is made possible by developing a new iterative algorithm and by proving the conditions of its convergence. The Special aspect of this algorithm (contrasting with the classical return mapping algorithm and by hardening plasticity) is that the cohesive softening stiffness matrix (which is not positive definite) is used as the predictor and the hardening stiffness matrix as the corrector. The Sofetining cohesive stiffness for fracturing is related to the fracture energy of concrete and the effective crack spacing. The Postpeak softening slopes on the microplanes can be adjusted according to the element size in the sense of the crack band model. Finally, an incremental thermodynamic potential for the coupling of statically and kinematically constrained microplane systems is formulated. The Data fitting and experimental calibration for tensile strain softening are relegated to a subsequent paper in this issue, while all the nonlinear triaxial response in compression remains the same as for Model M4. Présenté est un nouveau modèle de microplane pour concret, marqué M5, qui améliore la représentation de la rupture cohésive de tension en éliminant de fausses contraintes et effort latéraux excessifs fermant à clef pour des contraintes de tension de postpeak lointain. Pour réaliser l'amélioration, un système cinématiquement contraint de microplane simulant durcissant le comportement non-linéaire (presque identique à modèle précédent M4 dépouillé de se ramollir de tension) est couplé en série avec un système statiquement contraint de microplane simulant seulement la rupture de tension cohésive. Cet accouplement est rendu possible en développant un nouvel algorithme itératif et en prouvant les conditions de sa convergence. L'aspect spécial de cet algorithme (contrastant avec l'algorithme traçant de retour classique et en durcissant la plasticité) est que la matrice se ramollissante cohésive de rigidité (qui n'est pas définie positif) est employée comme prédiseur et matrice durcissante de rigidité comme correcteur. La rigidité cohésive de Sofetining pour rompre est liée à l'énergie de rupture du béton et de l'espacement efficace de fente. Les pentes se ramollissantes de Postpeak sur les microplanes peuvent être ajustées selon la taille d'élément dans le sens du modèle de bande de fente. En conclusion, un potentiel thermo-dynamique par accroissement pour l'accouplement les systèmes de statiquement et cinématiquement contraints de microplane est formulé. L'ajustage de précision de données et le calibrage expérimental pour se ramollir de tension de contrainte sont relégués à un papier suivant dans cette issue, alors que toute la réponse à trois axes non-linéaire dans la compression demeure la même que pour le modèle M4.
En ligne :	z-bazant@northwestern.edu, ferhun.caner@upc.es