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Auteur Glaucio H. Paulino
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Affiner la rechercheApplication of Graded Finite Elements for Asphalt Pavements / Buttlar, William G. in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°3 (Mars 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 240-249 p.
Titre : Application of Graded Finite Elements for Asphalt Pavements Titre original : Application des Eléments Finis Evalués pour des Trottoirs d'Asphalte Type de document : texte imprimé Auteurs : Buttlar, William G., Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Song, Seong Hyeok ; Masud, Arif, Editeur scientifique Article en page(s) : 240-249 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fractures Asphalt pavements Finite element method Material properties Trottoirs d'asphalte Méthode d'èlèment finie Propriétés matérielles Index. décimale : 621.34 Résumé : Asphalt paving layers, particularly the surface course, exhibit vertically graded material properties. This Grading is caused primarily by temperature gradients and aging related stiffness gradients. Most conventional existing analysis models do not directly account for the continuous grading of properties in flexible pavement layers. As a result, conventional analysis methods may lead to inaccurate prediction of pavement responses and distress under traffic and environmental loading. In this paper, a theoretical formulation for the graded finite element method is provided followed by an implementation using the user material subroutine (UMAT) capability of the finite element software ABAQUS. Numerical examples using the UMAT are provided to illustrate the benefits of using graded elements in pavement analysis.
Couches d'asphalt pavés, en particulier la couche de surface, présentez les propriétés matérielles verticalement évaluées. Ceci qui évalue est provoqué principalement par des gradients de la température et des gradients relatifs de vieillissement de rigidité. La plupart des modèles existants conventionnels d'analyse ne expliquent pas directement l'évaluation continue des propriétés dans des couches de revêtement souple. En conséquence, les méthodes conventionnelles d'analyse peuvent mener à la prévision imprécise des réponses et de la détresse de trottoir sous le trafic et le chargement environnemental. En cet article, une formulation théorique pour la méthode d'élément fini évaluée est fournie a suivi d'une exécution en utilisant les possibilités matérielles du sous-programme d'utilisateur (UMAT) du logiciel fini ABAQUS d'élément. Des exemples numériques employant l'UMAT sont fournis pour illustrer les avantages d'employer les éléments évalués dans l'analyse de trottoir.
En ligne : buttlar@uiuc.edu, paulino@uiuc.edu, shsong@uiuc.edu [article] Application of Graded Finite Elements for Asphalt Pavements = Application des Eléments Finis Evalués pour des Trottoirs d'Asphalte [texte imprimé] / Buttlar, William G., Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Song, Seong Hyeok ; Masud, Arif, Editeur scientifique . - 240-249 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 240-249 p.
Mots-clés : Fractures Asphalt pavements Finite element method Material properties Trottoirs d'asphalte Méthode d'èlèment finie Propriétés matérielles Index. décimale : 621.34 Résumé : Asphalt paving layers, particularly the surface course, exhibit vertically graded material properties. This Grading is caused primarily by temperature gradients and aging related stiffness gradients. Most conventional existing analysis models do not directly account for the continuous grading of properties in flexible pavement layers. As a result, conventional analysis methods may lead to inaccurate prediction of pavement responses and distress under traffic and environmental loading. In this paper, a theoretical formulation for the graded finite element method is provided followed by an implementation using the user material subroutine (UMAT) capability of the finite element software ABAQUS. Numerical examples using the UMAT are provided to illustrate the benefits of using graded elements in pavement analysis.
Couches d'asphalt pavés, en particulier la couche de surface, présentez les propriétés matérielles verticalement évaluées. Ceci qui évalue est provoqué principalement par des gradients de la température et des gradients relatifs de vieillissement de rigidité. La plupart des modèles existants conventionnels d'analyse ne expliquent pas directement l'évaluation continue des propriétés dans des couches de revêtement souple. En conséquence, les méthodes conventionnelles d'analyse peuvent mener à la prévision imprécise des réponses et de la détresse de trottoir sous le trafic et le chargement environnemental. En cet article, une formulation théorique pour la méthode d'élément fini évaluée est fournie a suivi d'une exécution en utilisant les possibilités matérielles du sous-programme d'utilisateur (UMAT) du logiciel fini ABAQUS d'élément. Des exemples numériques employant l'UMAT sont fournis pour illustrer les avantages d'employer les éléments évalués dans l'analyse de trottoir.
En ligne : buttlar@uiuc.edu, paulino@uiuc.edu, shsong@uiuc.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 1-15 p.
Titre : Computation of Mixed-Mode Stress Intensity Factors for Cracks in Three-Dimensional Functionally Graded Solids Titre original : Calcul des Facteurs Mélangés d'Intensité d'Effort de Mode pour des Fissures en Solides Fonctionellement Evalués Tridimensionnels Type de document : texte imprimé Auteurs : Walters, Matthew C., Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Dodds Jr., Robert H. ; Xi, Yunping, Editeur scientifique Article en page(s) : 1-15 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cracking Three dimensional analysis Computation Stress intensity factor Fendre Analyse tridimensionnelle Facteur d'intensité d'effort Index. décimale : 621.34 Résumé : This Work applies a two state interaction integral to obtain stress intensity factors along cracks in three dimensional functionally graded materials. The Procedures are applicable to planar cracks with curved fronts under mechanical loading, including crack face tractions. Interaction integral terms necessary to capture the effects of material non homogeneity are identical in form to terms that arise due to crack front curvature. A discussion reviews the origin and effects of these terms, and an approximate interaction integral expressio, that omits terms arising due to curvature is used in this work to compute stress intensity factors. The Selection of terms is driven by requirements imposed by material non homogeneity in conjunction with appropriate mesh discretization along the crack front. Aspects of the numerical implementation with (isoparametric) graded finite elements are addressed, and examples demonstrate the accuracy of the proposed method.
Ce travail applique une intégrale d'interaction de deux états pour obtenir des facteurs d'intensité d'effort le long des fissures en matériaux fonctionellement évalués tridimensionnels. Les procédures sont applicables aux fissures planaires avec les avants incurvés sous le chargement mécanique, y compris des tractions de visage de fente. Les limites intégrales d'interaction nécessaires pour capturer les effets de la homogénéité de matériel non sont identiques sous la forme aux limites qui surgissent en raison de la courbure d'avant de fente. Une discussion passe en revue l'origine et les effets de ces limites, et un expressio intégral d'interaction approximative, qui omet surgir de limites dû à la courbure est employé dans ce travail pour calculer des facteurs d'intensité d'effort. Le choix des limites est conduit par des conditions imposées par homogénéité de matériel non en même temps que la discrétisation appropriée de maille le long de l'avant de fente. Des aspects de l'exécution numérique avec les éléments finis évalués (isoparamétriques) sont adressés, et les exemples démontrent l'exactitude de la méthode proposée.
En ligne : paulino@uiuc.edu [article] Computation of Mixed-Mode Stress Intensity Factors for Cracks in Three-Dimensional Functionally Graded Solids = Calcul des Facteurs Mélangés d'Intensité d'Effort de Mode pour des Fissures en Solides Fonctionellement Evalués Tridimensionnels [texte imprimé] / Walters, Matthew C., Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Dodds Jr., Robert H. ; Xi, Yunping, Editeur scientifique . - 1-15 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 1-15 p.
Mots-clés : Cracking Three dimensional analysis Computation Stress intensity factor Fendre Analyse tridimensionnelle Facteur d'intensité d'effort Index. décimale : 621.34 Résumé : This Work applies a two state interaction integral to obtain stress intensity factors along cracks in three dimensional functionally graded materials. The Procedures are applicable to planar cracks with curved fronts under mechanical loading, including crack face tractions. Interaction integral terms necessary to capture the effects of material non homogeneity are identical in form to terms that arise due to crack front curvature. A discussion reviews the origin and effects of these terms, and an approximate interaction integral expressio, that omits terms arising due to curvature is used in this work to compute stress intensity factors. The Selection of terms is driven by requirements imposed by material non homogeneity in conjunction with appropriate mesh discretization along the crack front. Aspects of the numerical implementation with (isoparametric) graded finite elements are addressed, and examples demonstrate the accuracy of the proposed method.
Ce travail applique une intégrale d'interaction de deux états pour obtenir des facteurs d'intensité d'effort le long des fissures en matériaux fonctionellement évalués tridimensionnels. Les procédures sont applicables aux fissures planaires avec les avants incurvés sous le chargement mécanique, y compris des tractions de visage de fente. Les limites intégrales d'interaction nécessaires pour capturer les effets de la homogénéité de matériel non sont identiques sous la forme aux limites qui surgissent en raison de la courbure d'avant de fente. Une discussion passe en revue l'origine et les effets de ces limites, et un expressio intégral d'interaction approximative, qui omet surgir de limites dû à la courbure est employé dans ce travail pour calculer des facteurs d'intensité d'effort. Le choix des limites est conduit par des conditions imposées par homogénéité de matériel non en même temps que la discrétisation appropriée de maille le long de l'avant de fente. Des aspects de l'exécution numérique avec les éléments finis évalués (isoparamétriques) sont adressés, et les exemples démontrent l'exactitude de la méthode proposée.
En ligne : paulino@uiuc.edu
in Journal of structural engineering > Vol. 137 N° 10 (Octobre 2011) . - pp. 1168-1181
Titre : Finite particle method for progressive failure simulation of truss structures Type de document : texte imprimé Auteurs : Ying Yu, Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Luo, Yaozhi, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp. 1168-1181 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Finite particle method Vector mechanics Explicit time integration Failure model Progressive failure Energy conservation Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : A structural analysis framework called the finite particle method (FPM) for structure failure simulation is presented in this paper. The traditional finite-element method is generated from continuum mechanics and the variational principle; vector mechanics form the basis of FPM. It discretizes the domain with finite particles whose motions are described by Newton’s second law. Instead of imposing a global equilibrium of the entire continuous system, FPM enforces equilibrium on each particle. Thus, particles are free to separate from one another, which is advantageous in the simulation of structural failure. One of the features of this approach is that no iterations to follow nonlinear laws are necessary, and no global matrices are formed or solved in this method. A convected material frame is used to evaluate the structure deformation and internal force. The explicit time integration is adopted to solve the equation of motion. To simulate the truss structure failure, a failure criterion on the basis of the ideal plastic constitutive model and a failure modeling algorithm are proposed by using FPM. According to the energy conservation study of a two-dimensional (2D) truss, the energy is decomposed and balanced during the failure process. Also, a more complicated three-dimensional (3D) structure failure simulation is given. The comparison of the simulation results and the practical failure mode shows the capability of this method.
DEWEY : 624.17 ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/sto/resource/1/jsendh/v137/i10/p1168_s1?isAuthorized=no [article] Finite particle method for progressive failure simulation of truss structures [texte imprimé] / Ying Yu, Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Luo, Yaozhi, Auteur . - 2012 . - pp. 1168-1181.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Journal of structural engineering > Vol. 137 N° 10 (Octobre 2011) . - pp. 1168-1181
Mots-clés : Finite particle method Vector mechanics Explicit time integration Failure model Progressive failure Energy conservation Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : A structural analysis framework called the finite particle method (FPM) for structure failure simulation is presented in this paper. The traditional finite-element method is generated from continuum mechanics and the variational principle; vector mechanics form the basis of FPM. It discretizes the domain with finite particles whose motions are described by Newton’s second law. Instead of imposing a global equilibrium of the entire continuous system, FPM enforces equilibrium on each particle. Thus, particles are free to separate from one another, which is advantageous in the simulation of structural failure. One of the features of this approach is that no iterations to follow nonlinear laws are necessary, and no global matrices are formed or solved in this method. A convected material frame is used to evaluate the structure deformation and internal force. The explicit time integration is adopted to solve the equation of motion. To simulate the truss structure failure, a failure criterion on the basis of the ideal plastic constitutive model and a failure modeling algorithm are proposed by using FPM. According to the energy conservation study of a two-dimensional (2D) truss, the energy is decomposed and balanced during the failure process. Also, a more complicated three-dimensional (3D) structure failure simulation is given. The comparison of the simulation results and the practical failure mode shows the capability of this method.
DEWEY : 624.17 ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/sto/resource/1/jsendh/v137/i10/p1168_s1?isAuthorized=no
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°11 (Novembre 2006) . - 1215-1223 p.
Titre : Simulation of Crack Propagation in Asphalt Concrete using an Intrinsic Cohesive Zone Model Titre original : Simulation de Propagation de Fissure en Béton d'Asphalte en Utilisant un Modèle Cohésif Intrinsèque de Zone Type de document : texte imprimé Auteurs : Song, Seong Hyeok, Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Buttlar, William G. ; Masud, Arif, Editeur scientifique Article en page(s) : 1215-1223 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fractures Asphalt concrete Finite element method Cracking Simulation Ruptures Béton d'asphalte Méthode d'élément fini Fendre Criquage Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : This is a practical paper which consists of investigating fracture behavior in asphalt concrete using an intrinsic cohesive zone model (CZM). The separation and traction response along the cohesive zone ahead of a crack tip is governed by an exponential cohesive law specifically tailored to describe cracking in asphalt pavement materials by means of softening associated with the cohesive law. Finite-element implementation of the CZM is accomplished by means of a user subroutine using the user element capability of the ABAQUS software, which is verified by simulation of the double cantilever beam test and by comparison to closed-form solutions. The cohesive parameters of finite material strength and cohesive fracture energy are calibrated in conjunction with the single-edge notched beam [SE(B)] test. The CZM is then extended to simulate mixed-mode crack propagation in the SE(B) test. Cohesive elements are inserted over an area to allow cracks to propagate in any direction. It is shown that the simulated crack trajectory compares favorably with that of experimental results.
C'est un papier pratique qui se compose à étudier le comportement de rupture en béton d'asphalte en utilisant un modèle cohésif intrinsèque de zone (CZM). La séparation et la réponse de traction le long de la zone cohésive en avant d'un bout de fente est régie par une loi cohésive exponentielle spécifiquement travaillée pour décrire fendre en matériaux de trottoir d'asphalte au moyen de se ramollir lié à la loi cohésive. l'exécution d'élément fini du CZM est accomplie au moyen d'un sous-programme d'utilisateur en utilisant les possibilités d'élément d'utilisateur du logiciel d'ABAQUS, qui est vérifié par la simulation du double essai en porte-à-faux de faisceau et par comparaison aux solutions fermées de forme. Les paramètres cohésifs de la force matérielle finie et de l'énergie cohésive de rupture sont calibrés en même temps que l'essai entaillé single-edge du faisceau [ SE(B) ]. Le CZM est alors prolongé pour simuler la propagation de fissure mélangée de mode dans l'essai de SE(B). Des éléments cohésifs sont insérés au-dessus d'un secteur pour permettre à des fissures de propager dans n'importe quelle direction. On lui montre que la trajectoire simulée de fente rivalise favorablement avec celle des résultats expérimentaux.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : shsong@uiuc.edu, paulino@uiuc.edu, buttlar@uiuc.edu [article] Simulation of Crack Propagation in Asphalt Concrete using an Intrinsic Cohesive Zone Model = Simulation de Propagation de Fissure en Béton d'Asphalte en Utilisant un Modèle Cohésif Intrinsèque de Zone [texte imprimé] / Song, Seong Hyeok, Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Buttlar, William G. ; Masud, Arif, Editeur scientifique . - 1215-1223 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°11 (Novembre 2006) . - 1215-1223 p.
Mots-clés : Fractures Asphalt concrete Finite element method Cracking Simulation Ruptures Béton d'asphalte Méthode d'élément fini Fendre Criquage Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : This is a practical paper which consists of investigating fracture behavior in asphalt concrete using an intrinsic cohesive zone model (CZM). The separation and traction response along the cohesive zone ahead of a crack tip is governed by an exponential cohesive law specifically tailored to describe cracking in asphalt pavement materials by means of softening associated with the cohesive law. Finite-element implementation of the CZM is accomplished by means of a user subroutine using the user element capability of the ABAQUS software, which is verified by simulation of the double cantilever beam test and by comparison to closed-form solutions. The cohesive parameters of finite material strength and cohesive fracture energy are calibrated in conjunction with the single-edge notched beam [SE(B)] test. The CZM is then extended to simulate mixed-mode crack propagation in the SE(B) test. Cohesive elements are inserted over an area to allow cracks to propagate in any direction. It is shown that the simulated crack trajectory compares favorably with that of experimental results.
C'est un papier pratique qui se compose à étudier le comportement de rupture en béton d'asphalte en utilisant un modèle cohésif intrinsèque de zone (CZM). La séparation et la réponse de traction le long de la zone cohésive en avant d'un bout de fente est régie par une loi cohésive exponentielle spécifiquement travaillée pour décrire fendre en matériaux de trottoir d'asphalte au moyen de se ramollir lié à la loi cohésive. l'exécution d'élément fini du CZM est accomplie au moyen d'un sous-programme d'utilisateur en utilisant les possibilités d'élément d'utilisateur du logiciel d'ABAQUS, qui est vérifié par la simulation du double essai en porte-à-faux de faisceau et par comparaison aux solutions fermées de forme. Les paramètres cohésifs de la force matérielle finie et de l'énergie cohésive de rupture sont calibrés en même temps que l'essai entaillé single-edge du faisceau [ SE(B) ]. Le CZM est alors prolongé pour simuler la propagation de fissure mélangée de mode dans l'essai de SE(B). Des éléments cohésifs sont insérés au-dessus d'un secteur pour permettre à des fissures de propager dans n'importe quelle direction. On lui montre que la trajectoire simulée de fente rivalise favorablement avec celle des résultats expérimentaux.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : shsong@uiuc.edu, paulino@uiuc.edu, buttlar@uiuc.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) . - pp. 856-866
Titre : Virtual internal pair-bond model for quasi-brittle materials Type de document : texte imprimé Auteurs : Kyoungsoo Park,, Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Jeffery R. Roesler, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp. 856-866 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Brittleness Cracking Models Material properties Résumé : The present multiscale investigation employs the initial and total fracture energy through a virtual internal pair-bond (VIPB) model. The proposed VIPB model is an extension of the traditional virtual internal bond (VIB) model. Two different types of potentials, a steep short-range potential and a shallow long-range potential, are employed to describe the initial and the total fracture energies, respectively. The Morse potential function is modified for the virtual bond potential so that it is independent of specific length scales associated with the lattice geometry. This feature is incorporated in the VIPB model, which uses both fracture energies and cohesive strength. With respect to the discretization by finite elements, we address the element size dependence in conjunction with the J integral. Parameters in the VIPB model are evaluated by numerical simulations of a pure tension test in conjunction with measured fracture parameters. We also validate the VIPB model by predicting load versus crack mouth opening displacement curves for geometrically similar specimens, and the measured size effect. Finally, we provide an example involving fiber-reinforced concrete, which demonstrates the advantage of the VIPB model over the usual VIB model. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://cedb.asce.org/cgi/WWWdisplay.cgi?167247 [article] Virtual internal pair-bond model for quasi-brittle materials [texte imprimé] / Kyoungsoo Park,, Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Jeffery R. Roesler, Auteur . - 2008 . - pp. 856-866.
Mécanique appliquée
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°10 (Octobre 2008) . - pp. 856-866
Mots-clés : Brittleness Cracking Models Material properties Résumé : The present multiscale investigation employs the initial and total fracture energy through a virtual internal pair-bond (VIPB) model. The proposed VIPB model is an extension of the traditional virtual internal bond (VIB) model. Two different types of potentials, a steep short-range potential and a shallow long-range potential, are employed to describe the initial and the total fracture energies, respectively. The Morse potential function is modified for the virtual bond potential so that it is independent of specific length scales associated with the lattice geometry. This feature is incorporated in the VIPB model, which uses both fracture energies and cohesive strength. With respect to the discretization by finite elements, we address the element size dependence in conjunction with the J integral. Parameters in the VIPB model are evaluated by numerical simulations of a pure tension test in conjunction with measured fracture parameters. We also validate the VIPB model by predicting load versus crack mouth opening displacement curves for geometrically similar specimens, and the measured size effect. Finally, we provide an example involving fiber-reinforced concrete, which demonstrates the advantage of the VIPB model over the usual VIB model. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://cedb.asce.org/cgi/WWWdisplay.cgi?167247
