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Identification and Interpretation of Microplane Material Laws / Leukart, Michael in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°3 (Mars 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 295-305 p. Titre : Identification and Interpretation of Microplane Material Laws Titre original : Identification et Interprétation des Lois de Matériel de Microplane Type de document : texte imprimé Auteurs : Leukart, Michael, Auteur ; Ramm, Ekkehard, Auteur ; Xi, Yunping Article en page(s) : 295-305 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Anisotropy  Thermodynamics  Inelastic  action  Material  properties  Anisotropie  Thermodynamique  Action  non  élastique  Propriétés  matérielles Index. décimale : 621.34 Résumé : The Present paper addresses the so-called microplane formulation which became recently more and more popular for the description of quasi-brittle materials. The Essential feature of this material formulation is a split of the local microplane strains and stresses allowing one to resort to simplified or in certain cases even uni directional constitutive laws. The Main attraction of the microplane concept is that an initial or evolving anisotropic material behavior can be described in a natural and simple way. Motivated from a macroscopic view point, it is advocated to restrict the microplane concept to the pure volumetric-deviatoric split, as a constraint subset of the most often applied volumetric-deviatoric-tangential split. This Variant has the particular advantage that typical macroscopic responses are directly reflected on the mesoscale. It will be shown that in certain cases the present version of a microplane formulation is closely related to well-known macroscopic models although being much more general than those macroscopic formulations. This Close relation is exploited to derive physically sound microplane constitutive laws. Therefore the characteristic damage mechanisms of materials at two levels of observation, (1) at the macroscale in the sense of classical continuum damage mechanics, and (2) at the mesoscale utilizing the so-called microplane concept, are examined. The Comparison of the microplane formulation to a well-known macroscopic one-parameter damage model enables the identification and interpretation of microplane constitutive laws. The Contitutive formuylations are embedded in a thermodynamically consistent frame work. Finally, the performance of the attained microplane formulation is analyzed in a mixed-mode fracture simulation of concrete. Le papier actuel adresse la prétendue formulation de microplane qui est devenue récemment de plus en plus plus populaire pour la description des matériaux fragiles quasi. Le dispositif essentiel de cette formulation matérielle est une fente des contraintes locales de microplane et souligne permettre à on de recourir des lois constitutives directionnelles à uni simplifié ou dans certain de cas même. L'attraction principale du concept de microplane est qu'une initiale ou un comportement matériel anisotrope d'évolution peut être décrite dans une manière normale et simple. Motivé d'un point macroscopique de vue, on le préconise pour limiter le concept de microplane à la fente déviatorique volumétrique pure, comme un sous-ensemble de contrainte de la fente tangentielle deviatorique volumétrique le plus souvent appliquée. Cette variante a l'avantage particulier que des réponses macroscopiques typiques sont directement réfléchies sur le mesoscale. On lui montrera que dans certains cas la présente version d'une formulation de microplane est étroitement liée aux modèles macroscopiques bien connus bien qu'étant beaucoup plus générale que ces formulations macroscopiques. Ceci relation étroite est exploité pour dériver des lois constitutives de microplane physiquement sain. Par conséquent les mécanismes caractéristiques de dommages des matériaux à deux niveaux d'observation, (1) à la macro-échelle dans le sens de la mécanique classique de dommages de continuum, et (2) au mesoscale utilisant le prétendu concept de microplane, sont examinés. La comparaison de la formulation de microplane à un modèle macroscopique bien connu de dommages d'un-paramètre permet l'identification et l'interprétation des lois constitutives de microplane. Les formuylations de Contitutive sont enfoncés dans un travail thermodynamiquement cohérent d'armature. En conclusion, l'exécution de la formulation atteinte de microplane est analysée dans une simulation mélangée de rupture de mode de béton. En ligne : leukart@statik.uni-stuttgart.de, eramm@statik.uni-stuttgart.de [article] Identification and Interpretation of Microplane Material Laws = Identification et Interprétation des Lois de Matériel de Microplane [texte imprimé] / Leukart, Michael, Auteur ; Ramm, Ekkehard, Auteur ; Xi, Yunping . - 295-305 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 295-305 p. Mots-clés : Anisotropy  Thermodynamics  Inelastic  action  Material  properties  Anisotropie  Thermodynamique  Action  non  élastique  Propriétés  matérielles Index. décimale : 621.34 Résumé : The Present paper addresses the so-called microplane formulation which became recently more and more popular for the description of quasi-brittle materials. The Essential feature of this material formulation is a split of the local microplane strains and stresses allowing one to resort to simplified or in certain cases even uni directional constitutive laws. The Main attraction of the microplane concept is that an initial or evolving anisotropic material behavior can be described in a natural and simple way. Motivated from a macroscopic view point, it is advocated to restrict the microplane concept to the pure volumetric-deviatoric split, as a constraint subset of the most often applied volumetric-deviatoric-tangential split. This Variant has the particular advantage that typical macroscopic responses are directly reflected on the mesoscale. It will be shown that in certain cases the present version of a microplane formulation is closely related to well-known macroscopic models although being much more general than those macroscopic formulations. This Close relation is exploited to derive physically sound microplane constitutive laws. Therefore the characteristic damage mechanisms of materials at two levels of observation, (1) at the macroscale in the sense of classical continuum damage mechanics, and (2) at the mesoscale utilizing the so-called microplane concept, are examined. The Comparison of the microplane formulation to a well-known macroscopic one-parameter damage model enables the identification and interpretation of microplane constitutive laws. The Contitutive formuylations are embedded in a thermodynamically consistent frame work. Finally, the performance of the attained microplane formulation is analyzed in a mixed-mode fracture simulation of concrete. Le papier actuel adresse la prétendue formulation de microplane qui est devenue récemment de plus en plus plus populaire pour la description des matériaux fragiles quasi. Le dispositif essentiel de cette formulation matérielle est une fente des contraintes locales de microplane et souligne permettre à on de recourir des lois constitutives directionnelles à uni simplifié ou dans certain de cas même. L'attraction principale du concept de microplane est qu'une initiale ou un comportement matériel anisotrope d'évolution peut être décrite dans une manière normale et simple. Motivé d'un point macroscopique de vue, on le préconise pour limiter le concept de microplane à la fente déviatorique volumétrique pure, comme un sous-ensemble de contrainte de la fente tangentielle deviatorique volumétrique le plus souvent appliquée. Cette variante a l'avantage particulier que des réponses macroscopiques typiques sont directement réfléchies sur le mesoscale. On lui montrera que dans certains cas la présente version d'une formulation de microplane est étroitement liée aux modèles macroscopiques bien connus bien qu'étant beaucoup plus générale que ces formulations macroscopiques. Ceci relation étroite est exploité pour dériver des lois constitutives de microplane physiquement sain. Par conséquent les mécanismes caractéristiques de dommages des matériaux à deux niveaux d'observation, (1) à la macro-échelle dans le sens de la mécanique classique de dommages de continuum, et (2) au mesoscale utilisant le prétendu concept de microplane, sont examinés. La comparaison de la formulation de microplane à un modèle macroscopique bien connu de dommages d'un-paramètre permet l'identification et l'interprétation des lois constitutives de microplane. Les formuylations de Contitutive sont enfoncés dans un travail thermodynamiquement cohérent d'armature. En conclusion, l'exécution de la formulation atteinte de microplane est analysée dans une simulation mélangée de rupture de mode de béton. En ligne : leukart@statik.uni-stuttgart.de, eramm@statik.uni-stuttgart.de