Consideraciones para el Análisis de Pavimento Flexible y Rígido Mediante el Elementos Finitos con Aplicaciones de Abaqus
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Universidad El Bosque
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The finite element method (FEM) allows the analysis of pavement structures in conditions approximating service conditions, simulating loading conditions and properties similar to the real ones, in order to predict the mechanical responses of the structure. This method considers approximate field characteristics such as geometry and discontinuities of the structure, loads, boundary conditions and realistic constitutive models of materials. This study presents the application of these theories in the modeling of rigid and flexible pavement structures, for which Abaqus includes a viscoelastic analysis module. The theory of linear viscoelasticity is widely used to characterize asphalt mixtures due to its ability to describe the material response. In this study, guidelines are given to obtain viscoelastic parameters expressed in Prony series, and the applicability of the concrete smeared cracking (CSC) and concrete damaged plasticity (CDP) models to determine the non-elastic and post-cracking response of concrete is established. On the other hand, considerations are presented to define the geometry of a pavement structure, the pavementtire contact area, the loads (contact stresses), and meshing of the model.
El método de elementos finitos (MEF) permite analizar estructuras de pavimento en condiciones aproximadas a las de servicio, simulando condiciones de carga y propiedades semejantes a las reales, con el fin de predecir las respuestas mecánicas de la estructura. Este método considera características aproximadas de campo como la geometría y discontinuidades de la estructura, cargas, condiciones de frontera y modelos constitutivos realistas de materiales. En este estudio se presenta la aplicación de estas teorías en la modelación de estructuras de pavimento rígido y flexible, para lo cual Abaqus incluye un módulo de análisis viscoelástico. La teoría de la viscoelasticidad lineal es ampliamente utilizada para caracterizar mezclas asfálticas en virtud de su capacidad de describir la respuesta del material, en este estudio se dan pautas para la obtención de parámetros viscoelásticos expresados en Series de Prony, asimismo, se establece la aplicabilidad de los modelos concrete smeared cracking (CSC) y concrete damaged plasticity (CDP) para determinar la respuesta no elástica y post agrietamiento del concreto. Por otra parte, son presentadas consideraciones para definir la geometría de una estructura de pavimento, el área de contacto llanta-pavimento, las cargas (esfuerzos de contacto), y mallado del modelo.
El método de elementos finitos (MEF) permite analizar estructuras de pavimento en condiciones aproximadas a las de servicio, simulando condiciones de carga y propiedades semejantes a las reales, con el fin de predecir las respuestas mecánicas de la estructura. Este método considera características aproximadas de campo como la geometría y discontinuidades de la estructura, cargas, condiciones de frontera y modelos constitutivos realistas de materiales. En este estudio se presenta la aplicación de estas teorías en la modelación de estructuras de pavimento rígido y flexible, para lo cual Abaqus incluye un módulo de análisis viscoelástico. La teoría de la viscoelasticidad lineal es ampliamente utilizada para caracterizar mezclas asfálticas en virtud de su capacidad de describir la respuesta del material, en este estudio se dan pautas para la obtención de parámetros viscoelásticos expresados en Series de Prony, asimismo, se establece la aplicabilidad de los modelos concrete smeared cracking (CSC) y concrete damaged plasticity (CDP) para determinar la respuesta no elástica y post agrietamiento del concreto. Por otra parte, son presentadas consideraciones para definir la geometría de una estructura de pavimento, el área de contacto llanta-pavimento, las cargas (esfuerzos de contacto), y mallado del modelo.
Abstract
Palabras clave
Finite Element Method (FEM), Viscoelasticity, Concrete Smeared Cracking (CSC), Concrete Damaged Plasticity (CDP), Pavement, Abaqus, Método de Elementos Finitos (MEF), Viscoelasticidad, Concrete Smeared Cracking (CSC), Concrete Damaged Plasticity (CDP), Pavimentos, Abaqus