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Auteur Caner, Ferhun C.
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Affiner la rechercheMicroplane Model M5 with Kinematic and Static Constraints for Concrete Fracture and Anelasticity. I: Theory / Zdenek P. Bazant in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N° 1 (Janvier 2005)
in Journal 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 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 . - 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
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 1 (Janvier 2005) . - 41-47 p.
Titre : Microplane Model M5 with Kinematic and Static Constraints for Concrete Fracture and Anelasticity. II: Computation Titre original : Microplane M5 Modèle avec des Contraintes Cinématiques et Statiques pour la Rupture et l'Inelasticité Concréte. II : Calcul Type de document : texte imprimé Auteurs : Zdenek P. Bazant, Auteur ; Caner, Ferhun C., Auteur Article en page(s) : 41-47 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Concrete Fracture Inelastic action Damage 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 : Following the formulation of the constitutive model in the preceding Part I in this issue, the present Part II addresses the problems of computtational algorithm and convergence of iterations. Typical numerical responses are demonstrated and the parameters of the model are calibrated by test data from the literature.
Après la formulation du modèle constitutif dans le preceding Part I dans cette issue, la partie actuelle II adresse les problèmes de l'algorithme de computtational et de la convergence des itérations. Des réponses numériques typiques sont démontrées et les paramètres du modèle sont calibrés par des essais de la littérature.En ligne : z-bazant@northwestern.edu, ferhun.caner@upc.es [article] Microplane Model M5 with Kinematic and Static Constraints for Concrete Fracture and Anelasticity. II: Computation = Microplane M5 Modèle avec des Contraintes Cinématiques et Statiques pour la Rupture et l'Inelasticité Concréte. II : Calcul [texte imprimé] / Zdenek P. Bazant, Auteur ; Caner, Ferhun C., Auteur . - 41-47 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N° 1 (Janvier 2005) . - 41-47 p.
Mots-clés : Concrete Fracture Inelastic action Damage 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 : Following the formulation of the constitutive model in the preceding Part I in this issue, the present Part II addresses the problems of computtational algorithm and convergence of iterations. Typical numerical responses are demonstrated and the parameters of the model are calibrated by test data from the literature.
Après la formulation du modèle constitutif dans le preceding Part I dans cette issue, la partie actuelle II adresse les problèmes de l'algorithme de computtational et de la convergence des itérations. Des réponses numériques typiques sont démontrées et les paramètres du modèle sont calibrés par des essais de la littérature.En ligne : z-bazant@northwestern.edu, ferhun.caner@upc.es
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°1 (Janvier 2007) . - 66-75 p.
Titre : Microplane Model M5f Multiaxial Behavior and Fracture of Fiber-Reinforced Concrete Titre original : Comportement du Micro-Avion M5f Multiaxiaux et Rupture de Modèles de Béton de Tissu-Renforcé Type de document : texte imprimé Auteurs : Beghini, Alessandro, Auteur ; Zdenek P. Bazant, Auteur ; Zhou, Yong ; Gouirand, Olivier ; Caner, Ferhun C. ; Xi, Yunping, Editeur scientifique Article en page(s) : 66-75 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fracture Concrete Reinforced Stress strain relations Numerical models Ruptures Béton armé Relations de contrainte-tension Modèles numériques Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Despite impressive advances, the existing constitutive and fracture models for fiber-reinforced concrete (FRC) are essentially limited to uniaxial loading. The microplane modeling approach, which has already been successful for concrete, rock, clay, sand, and foam, is shown capable of describing the nonlinear hardening — softening behavior and fracturing of FRC under not only uniaxial but also general multiaxial loading. The present work generalizes model M5 for concrete without fibers, the distinguishing feature of which is a series coupling of kinematically and statically constrained microplane systems. This feature allows simulating the evolution of dense narrow cracks of many orientations into wide cracks of one distinct orientation. The crack opening on a statically constrained microplane is used to determine the resistance of fibers normal to the microplane. An effective iterative algorithm suitable for each loading step of finite element analysis is developed, and a simple sequential procedure for identifying the model parameters from test data is formulated. The model allows a close match of published test data on uniaxial and multiaxial stress.strain curves, and on multiaxial failure envelopes.
En dépit des avances impressionnantes, les modèles existants constitutifs et de rupture pour le béton de tissu-renforcé (FRC) sont essentiellement limités au chargement uniaxial. Le micro-avion modelant l'approche, qui a déjà été réussie pour le béton, la roche, l'argile, le sable, et la mousse, capable de décrire le comportement de ramollissement durcissant non linéaire et de la rupture de FRC non seulement uniaxial mais également le chargement multi-axial général. Le travail actuel généralise M5 modèle pour le béton sans fibres, le dispositif de distinction dont est un accouplement de série les systèmes de cinématiquement et statiquement contraints de micro-avion. Ce dispositif laisse simuler l'évolution des fissures étroites denses de beaucoup d'orientations dans les fissures larges d'une orientation distincte. L'ouverture de fente sur un micro-avion statiquement contraint est employée pour déterminer la résistance des fibres normales au micro-avion. Un algorithme itératif efficace approprié à chaque étape de chargement d'analyse d'élément finie est développé, et une procédure séquentielle simple pour identifier les paramètres modèles des essais est formulée. Le modèle permet un match étroit des essais édités sur les courbes uniaxiales et multi-axiales de stress. Contrain, et sur les enveloppes multi-axiales d'échec.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 [article] Microplane Model M5f Multiaxial Behavior and Fracture of Fiber-Reinforced Concrete = Comportement du Micro-Avion M5f Multiaxiaux et Rupture de Modèles de Béton de Tissu-Renforcé [texte imprimé] / Beghini, Alessandro, Auteur ; Zdenek P. Bazant, Auteur ; Zhou, Yong ; Gouirand, Olivier ; Caner, Ferhun C. ; Xi, Yunping, Editeur scientifique . - 66-75 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°1 (Janvier 2007) . - 66-75 p.
Mots-clés : Fracture Concrete Reinforced Stress strain relations Numerical models Ruptures Béton armé Relations de contrainte-tension Modèles numériques Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Despite impressive advances, the existing constitutive and fracture models for fiber-reinforced concrete (FRC) are essentially limited to uniaxial loading. The microplane modeling approach, which has already been successful for concrete, rock, clay, sand, and foam, is shown capable of describing the nonlinear hardening — softening behavior and fracturing of FRC under not only uniaxial but also general multiaxial loading. The present work generalizes model M5 for concrete without fibers, the distinguishing feature of which is a series coupling of kinematically and statically constrained microplane systems. This feature allows simulating the evolution of dense narrow cracks of many orientations into wide cracks of one distinct orientation. The crack opening on a statically constrained microplane is used to determine the resistance of fibers normal to the microplane. An effective iterative algorithm suitable for each loading step of finite element analysis is developed, and a simple sequential procedure for identifying the model parameters from test data is formulated. The model allows a close match of published test data on uniaxial and multiaxial stress.strain curves, and on multiaxial failure envelopes.
En dépit des avances impressionnantes, les modèles existants constitutifs et de rupture pour le béton de tissu-renforcé (FRC) sont essentiellement limités au chargement uniaxial. Le micro-avion modelant l'approche, qui a déjà été réussie pour le béton, la roche, l'argile, le sable, et la mousse, capable de décrire le comportement de ramollissement durcissant non linéaire et de la rupture de FRC non seulement uniaxial mais également le chargement multi-axial général. Le travail actuel généralise M5 modèle pour le béton sans fibres, le dispositif de distinction dont est un accouplement de série les systèmes de cinématiquement et statiquement contraints de micro-avion. Ce dispositif laisse simuler l'évolution des fissures étroites denses de beaucoup d'orientations dans les fissures larges d'une orientation distincte. L'ouverture de fente sur un micro-avion statiquement contraint est employée pour déterminer la résistance des fibres normales au micro-avion. Un algorithme itératif efficace approprié à chaque étape de chargement d'analyse d'élément finie est développé, et une procédure séquentielle simple pour identifier les paramètres modèles des essais est formulée. Le modèle permet un match étroit des essais édités sur les courbes uniaxiales et multi-axiales de stress. Contrain, et sur les enveloppes multi-axiales d'échec.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399
