Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera
URI permanente para esta comunidadhttps://hdl.handle.net/10953/41
En esta Comunidad se recogen los documentos generados por el Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera y que cumplen los requisitos de Copyright para su difusión en acceso abierto.
Examinar
Examinando Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera por Materia "691"
Mostrando 1 - 5 de 5
- Resultados por página
- Opciones de ordenación
Ítem An automatic procedure for calibrating the fracture parameters of fibre-reinforced concrete(Elsevier, 2025-02-21) Suárez-Guerra, Fernando; Donaire-Ávila, Jesús; Fernández-Aceituno, JavierIn this work a calibration procedure to obtain the material parameters that characterize the fracture behaviour of fibre-reinforced concrete (FRC) is presented. This procedure uses a recently proposed trilinear softening diagram implemented in a smeared crack model of the free finite element code OOFEM that allows reproducing the fracture behaviour of FRC and takes advantage of the optimization package of SciPy, with both pieces of software being open-source and of free access for anyone interested in this field. This work presents the calibration procedure, which uses the Nelder-Mead algorithm to adjust the numerical result with the experimental diagram and discusses some key aspects, such as the number of reference points used in the calibration process or the weighting factors used with them, including the possibility of making some reference points more relevant than others in the calibration process. The influence of the mesh size and the element type used in the FEM model is also analysed. To evaluate the quality of the numerical approximation, a deviation factor is defined, which provides an scalar value that becomes lower as the numerical adjustment is closer to the experimental diagram in the reference points. The proposed procedure allows calibrating six parameters automatically with a meaningful time reduction and good accuracy. Using a higher number of reference points may lead to a better adjustment, although this study suggests that a good selection of the reference points is more effective than using a high number of reference points or using weighting factors to make some points more relevant than others. This procedure is finally validated by applying it with experimental results obtained with other types of FRC materials (different fibres and different fibre proportions) and specimen geometries.Ítem Estudio de la adherencia fibra-matriz entre la matriz de yeso y fibras poliméricas procedentes de procesos de reciclado(2025-03) García, Jorge L.; Suárez-Guerra, FernandoHay numerosos estudios sobre el refuerzo de matrices de yeso con gran variedad de materiales, incluyendo materiales poliméricos, pero no muchos estudios sobre el refuerzo de matrices con fibras poliméricas empleando residuos plásticos procedentes de plantas de reciclado, que puedan ayudar a la mezcla aportando una mayor resistencia a flexión y tracción.El presente estudio analiza la interfaz entre polímeros y matriz de yeso, empleando para ello distintos polímeros procedentes de plantas de reciclado. El objetivo del estudio es analizar la utilización de productos poliméricos de desecho, reutilizándolos y reduciendo su consiguiente vertido al medio ambiente. Se analiza la viabilidad del empleo de fibras como material de refuerzo para mejorar las características mecánicas del yeso y se estudian diferentes materiales poliméricos para identificar el más adecuado para ello, incluyendo tereftalato de polietileno (PET), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de media densidad (MDPE) y polipropileno (PP).Se realizan ensayos de pull-out monitorizados mediante un sistema de correlación digital de imágenes. Se analiza la eficiencia de adherencia entre estos materiales, contemplando diferentes longitudes de embebimiento para identificar longitudes óptimas de fibras para el refuerzo de la matriz.Ítem Estudio numérico de la fisuración de traviesas monobloque polivalentes de hormigón pretensado instaladas en la vía(2025-03) Donaire-Ávila, Jesús; Fernández-Aceituno, Javier; Suárez-Guerra, FernandoLas traviesas monobloque polivalentes de hormigón pretensado permiten adoptar tanto anchos de vía estándar (1435 mm) como ibérico (1668 mm). Se ha observado en ellas la presencia de fisuración longitudinal, tanto en las acopiadas como en las instaladas en la vía. En este estudio se analiza la evolución en la apertura de fisura durante las fases de fabricación, acopio e instalación en la vía (incluyendo la neutralización de tensiones y la fijación de carriles), considerando las acciones térmicas y mecánicas del proceso, excluyendo las producidas por el ferrocarril. Se utiliza para ello un modelo numérico no-lineal validado experimentalmente. Se evalúa el grado de fisuración de traviesas fabricadas con hormigón de árido calizo y vainas poliméricas de alto módulo de deformación para la fijación directa de carriles mediante el sistema SKL. Los resultados muestran que el grado de expansividad térmica y de rigidez de las vainas junto con el nivel de la temperatura ambiente son aspectos que influyen de forma determinante en el nivel de fisuración y en la capacidad para la fijación de las traviesas, sobre todo en aquellas fabricadas en época fría e instaladas en ambiente cálido.Ítem On the localisation of damage under pure bending using a nonlocal approach(Elsevier, 2018-06) Suárez Guerra, FernandoTo reproduce the behaviour of quasibrittle materials mathematically, constitutive laws with softening are needed, which often leads to development of damage localisation bands. If a standard local formulation is used, this approach leads to a pathological mesh dependence, which can be eliminated by making use of alternative nonlocal formulations. The aim of this paper is to assess the localisation properties of damage models under pure bending using different nonlocal formulations; to permit a partially analytical treatment, the idealised case of pure bending is studied. Under these conditions, the localisation process starts at the tensile face of the beam, which belongs to the boundary of the domain on which the problem is solved. Consequently, localisation patterns are affected by the boundary treatment as well as other parameters, such as the characteristic length that defines the area contributing to the nonlocal averaging. This paper presents an analytical study of the onset of localisation of different nonlocal formulations for a beam under pure bending. In addition to it, the subsequent evolution of the localised solution is explored by numerical simulations, analysing the localisation bands spacing, the dissipated energy profile along the fracture plane and the Moment-curvature diagrams, with curvature being a parameter that represents the rotation that drives the loading process (ϕ stands for the relative rotation angle of the cross section and L for the beam length). An analysis of damage localisation on longer beams where damage localises in several areas is also carried out and, finally, the damage localisation due to shrinkage is studied as a more realistic example of the problem addressed here.Ítem Procedimiento para la calibración automática de los parámetros de fractura de un hormigón reforzado con fibras(2025-03) Suárez-Guerra, Fernando; Fernández-Aceituno, Javier; Donaire-Ávila, JesúsEn los últimos años se han propuesto modelos numéricos para reproducir el comportamiento mecánico del hormigón con fibras empleando un diagrama de ablandamiento trilineal, definido por seis parámetros incluyendo valores de tensiones (f_t, f_k, f_r) y de apertura de fisura (w_k, w_r, w_f). La calibración de estos parámetros generalmente resulta en un proceso de prueba y error que implica un número elevado de simulaciones hasta identificar los valores que se ajustan al comportamiento observado experimentalmente. En este trabajo se presenta un procedimiento de calibración para estos parámetros empleando un modelo de fisura distribuida desarrollado en el software de elementos finitos OOFEM y el paquete de optimización de la librería SciPy de Python, ambos de acceso libre. Se emplea el algoritmo de Nelder-Mead para ajustar los resultados numéricos al diagrama experimental y analiza aspectos clave como el número de puntos de referencia utilizados en el proceso de calibración y los factores de ponderación aplicados a éstos. Para evaluar el ajuste numérico se define un factor de desviación que se reduce cuando el ajuste numérico se aproxima al diagrama experimental en los puntos de referencia definidos. Este procedimiento permite calibrar los seis parámetros de forma automática, reduciendo significativamente el tiempo de calibración y con una alta precisión.