Papers by Bibiana Maria Luccioni
En este trabajo se estudia numericamente la respuesta dinamica de vigas metalicas a ensayos de im... more En este trabajo se estudia numericamente la respuesta dinamica de vigas metalicas a ensayos de impacto de tipo “Drop Weigth Impact Test” mediante un hidrocodigo comercial. En primer lugar, los resultados numericos se contrastan con mediciones experimentales de aceleraciones y cargas lo cual permite validar las herramientas y modelos numericos utilizados. Luego se evaluan la magnitud y duracion de las fuerzas de impacto en funcion de la masa y altura de caida del elemento que impacta y su relacion con la historia de aceleraciones de este elemento. El analisis presentado resulta de utilidad a la hora de interpretar resultados experimentales de este tipo de ensayos que se utilizan para caracterizar el comportamiento material y estructural bajo cargas de impacto.
Mecánica Computacional, Nov 30, 2018
Palabras clave: Hormigón, ultra altas prestaciones, comportamiento dinámico, velocidad de deforma... more Palabras clave: Hormigón, ultra altas prestaciones, comportamiento dinámico, velocidad de deformación. Resumen. Debido a su gran capacidad de absorción de energía, el hormigón de ultra altas prestaciones reforzado con fibras (HUAPRF) es un material idóneo para estructuras civiles y militares sometidas a cargas de impacto. En general, el análisis dinámico de este tipo de problemas se hace mediante hidrocódigos utilizando modelos originalmente desarrollados para hormigón que se calibran con resultados experimentales. En este trabajo se presenta la calibración del modelo constitutivo Karagozian y Case para simular el comportamiento del hormigón de ultra altas prestaciones reforzado con fibras bajo cargas estáticas y dinámicas con diferentes velocidades. Se analiza la influencia del agregado de fibras en la repuesta del material, particularmente en el comportamiento post-pico y se expone un procedimiento para tener en cuenta el efecto de las fibras en el modelo.
Mecánica Computacional, 2005
The use of elastomers as pressure media in the tube hydroforming technology has received increasi... more The use of elastomers as pressure media in the tube hydroforming technology has received increasing interest especially for the production of lightweight and complicated forming components, because of uniform pressure application that confers more ductility to the pieces being conformed. In order to understand how the different parameters, such as the hardness of the components and the intensity of the applied loads on the blankhold, interact in the forming process, it is essential to define the elastomer behavior accurately. This is the focus of the present work. The behavior of the elastomer is characterized by high deformability, nonlinear stressstrain response, damping, rate independent hysteresis and quasiincompressibility. Within the framework of continuum thermodynamics of irreversible processes with internal variables and large strains, the formulation of a phenomenological constitutive law is presented. A viscohyperelastic model with associated plasticity in finite strains, the algorithm for its numerical integration, and its implementation in an explicit dynamic finite element code are described. Application examples related to a product of cosmetic industry are analysed, together with the influence of different parameters in the forming process.
Mecánica Computacional, 2012
Resumen. El hormigón ha sido ampliamente utilizado para la construcción de distintos tipos de est... more Resumen. El hormigón ha sido ampliamente utilizado para la construcción de distintos tipos de estructuras de protección resistentes a explosiones e impactos. Al ser un material de tipo frágil, la adición de fibras de acero en su matriz incrementa considerablemente la tenacidad y su capacidad de absorción de energía. Muchos estudios han demostrado que la ductilidad a cargas impulsivas puede verse sustancialmente aumentadas al insertar fibras aleatoriamente distribuidas en la matriz del hormigón. En estos casos, el material tiene un comportamiento complejo y no es fácil de definir y calibrar sus propiedades mecánicas para reproducir numéricamente los patrones de agrietamiento y astillamiento. Con el fin de estudiar este tipo de efectos como también la influencia de la distancia al foco de explosión en la desintegración del material y las ventajas de adicionar fibras en la matriz, se presentan en este trabajo resultados de la simulación numérica de placas de hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) bajo cargas explosivas. El análisis ha sido realizado mediante hidrocódigo usando un modelo homogéneo aproximado para el HRFA. Este modelo se deriva de un modelo original desarrollado para hormigón (RHT model), modificando apropiadamente los parámetros para caracterizar su comportamiento en tracción usando una respuesta bilineal. La caracterización a tracción del HRFA se obtiene utilizando un modelo para compuestos anisótropos modificado, que tiene en cuenta los efectos de la esbeltez de la fibra, como también la orientación y cantidad de fibras utilizada. El modelo homogéneo resultante está calibrado con resultados experimentales obtenidos de ensayos "pull-out" cuasi estáticos, y ensayos de compresión y tracción uniaxial. Los resultados de la simulación numérica muestran una importante influencia de las fibras en la respuesta del hormigón, confiriéndole un aumento de la resistencia a la propagación de fisuras como así también una considerable disminución de la perdida de masa producida por astillamiento y fenómenos de desintegración, debido a la modificación de la curva de ablandamiento en el modelo de hormigón. Estos resultados que también han sido observados en los ensayos experimentales, publicados por distintos autores, pueden ser obtenidos numéricamente con la simple modificación de la curva de ablandamiento en el modelo de hormigón para tener en cuenta el efecto de las firbas. Para la validación de los resultados, las simulaciones numéricas son comparadas con ensayos experimentales de placas de HRFA bajo cargas explosivas.
Mecánica Computacional, Nov 30, 2018
Palabras Clave: Endurecimiento cinemático, hormigón reforzado con fibras, comportamiento cíclico,... more Palabras Clave: Endurecimiento cinemático, hormigón reforzado con fibras, comportamiento cíclico, modelo constitutivo. Resumen. En este trabajo se presenta la incorporación del endurecimiento cinemático en un modelo elasto-plástico acoplado con daño previamente desarrollado para hormigón reforzado con fibras (HRF) bajo cargas cuasi estática monótona creciente con el fin de simular el efecto ratchetting que se observa en el comportamiento cíclico del material. Incorporar un modelo de endurecimiento cinemático no lineal en las fibras permite reproducir la forma de los lazos de histéresis del material observados experimentalmente bajo cargas cíclicas. El modelo de compuesto considera las propiedades constitutivas de la matriz de hormigón y de las fibras. Se calibran los parámetros materiales necesarios para poder desarrollar el modelo de endurecimiento cinemático no lineal. Se estudian numéricamente problemas simples donde se aplican ciclos de carga y descarga que ilustran la capacidad del modelo para reproducir el comportamiento cíclico del HRF.
Mecánica Computacional, 1999
Mecánica Computacional, 2004
En los últimos años, los materiales compuestos han reemplazado progresivamente a los materiales t... more En los últimos años, los materiales compuestos han reemplazado progresivamente a los materiales tradicionales en una amplia variedad de aplicaciones. Dentro de los compuestos, es de especial interés el caso de los materiales laminados compuestos por láminas con fibras unidireccionales dispuestas en distintas direcciones. Para el adecuado diseño de piezas constituidas por estos materiales, se requiere disponer de modelos que permitan evaluar su rigidez y resistencia. En este trabajo se presenta un modelo general para compuestos formados por láminas reforzadas con fibras. El modelo se obtiene de una generalización de la teoría de mezclas clásica, teniendo en cuenta la participación en la deformación y tensión del compuesto de cada una de las componentes en sus direcciones principales de simetría. Las ecuaciones constitutivas del compuesto resultan de la combinación de las ecuaciones constitutivas de las láminas que, a su vez, se obtienen de la combinación de fibras y matriz. El modelo desarrollado permite considerar a cada una de las componentes con un modelo elastoplástico anisótropo general. En el trabajo se describen las hipótesis básicas de la teoría de compuestos propuesta y las distintas etapas en la obtención del modelo final. Se presenta, además, un algoritmo para la implementación numérica en un programa de elementos finitos 3D no lineal. El trabajo se completa con ejemplos de aplicación y comparación de resultados con resultados experimentales. Los mismos muestran la capacidad del modelo propuesto para simular el comportamiento rigidez y resistencia de compuestos laminados de distintos tipos de materiales y estructuras.
Mecánica Computacional, 2013
Mecánica Computacional, Nov 1, 2016
Resumen. En este trabajo se presentan resultados preliminares sobre un modelo multi-escala semi
Smart Materials and Structures, Jun 8, 2020
This paper focuses on the numerical modelling of micro-energy harvesting systems (MEHSs) based on... more This paper focuses on the numerical modelling of micro-energy harvesting systems (MEHSs) based on piezoelectric composites polarised with interdigitated electrodes (PCPIE). The system response and the harvested energy are numerically assessed using a multilayer piezoelectric shell finite element (FE) with a uniform fibre aligned electric field (UFAEF) in each active layer. Circuit and compatibility equations are included to take into account the presence of the electrical network. A state-space (SS) model is derived and used to evaluate the effect of electrical impedance on damping and natural frequencies, as well as dissipated energy/power. An energy harvester beam with a piezoelectric macro fibre composite (MFC) patch is first modelled with the developed tools. Numerical results are found to be in good agreement with experimental results reported in the literature. Finally, a MEHS consisting of a closed-box beam equipped with PCPIE devices bonded to its skin is analysed. The structural system is subjected to dynamic loading imposing oscillating displacements and deformations compatibles with those expected during service-life. Numerical results show the influence of the electrical impedance on system response, damping, natural frequencies, and electrical power.
Mecánica Computacional, 2009
Resumen. Durante los últimos años, los materiales compuestos han reemplazado progresivamente a lo... more Resumen. Durante los últimos años, los materiales compuestos han reemplazado progresivamente a los materiales tradicionales en una amplia variedad de aplicaciones. El adecuado diseño de elementos estructurales elaborados con este tipo de materiales requiere la utilización de modelos constitutivos capaces de estimar su rigidez, resistencia y distintos modos de falla. En este trabajo se presenta la extensión de un modelo general para compuestos laminados reforzados con fibras unidireccionales ya existente, para incluir daño de las componentes y distintos modos de falla que incluyen despegue de las componentes como el deslizamiento de fibras. El modelo se obtiene de la generalización de la teoría de mezclas clásicas, teniendo en cuenta la participación en la deformación y tensión de cada una de las componentes en las direcciones principales de simetría. Cada una de las componentes puede tener un modelo constitutivo elastoplástico anisótropo general con daño. El modelo desarrollado incluye, además, la posibilidad de deslizamiento relativo entre componentes del compuesto, ya sea entre fibra-matriz (debonding) o entre laminas (delaminación). El deslizamiento relativo entre componentes se modela mediante una ley cohesiva friccional que se incorpora en la ecuación constitutiva de las componentes. Se considera que dicho deslizamiento es un fenómeno inelástico que se resuelve en forma acoplada con los otros fenómenos inelásticos (daño y plasticidad) que se desarrollan en la componente misma. En el trabajo se describe la implementación numérica del modelo en un programa de elementos finitos no lineal 3D con el cual se realizaron distintos ejemplos de aplicación. El trabajo se completa con la comparación de los resultados numéricos con resultados experimentales presentados por diferentes autores.
Mecánica Computacional, 2000
Journal of Structural Engineering-asce, Mar 1, 1996
A method for the analysis of reinforced and prestressed concrete thin-walled open elements under ... more A method for the analysis of reinforced and prestressed concrete thin-walled open elements under combined loading is presented. The procedure is based on the Vlasov kinematic hypotheses for thin-walled open elements and uses the transfer matrix method to solve the problem that must be uncoupled in each portion of the element. Nonlinear behavior of reinforced and prestressed concrete under normal and tangential actions is taken into account. With a computer program based on this method, the experimental responses of eight prestressed concrete I-beams under mixed torsion, bending, and shear and the response of a reinforced concrete U-beam under mixed torsion are compared. The comparison of numerical and experimental results shows that the proposed method accurately represents the behavior of this type of element despite the simplifications introduced.
Social Science Research Network, 2022
Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Sep 1, 1991
Mecánica Computacional, 2014
Resumen. En la actualidad existen distintas metodologías para la evaluación de la integridad de p... more Resumen. En la actualidad existen distintas metodologías para la evaluación de la integridad de pilotes y elementos de cimentaciones profundas en general. Estos elementos son prácticamente inaccesibles en su totalidad, por lo cual no es posible comprobar en forma directa si han sido ejecutados correctamente o si satisfacen las exigencias para las cuales han sido diseñados. A tal efecto se utilizan métodos o ensayos indirectos que permiten asegurar que la cimentación está ejecutada según lo previsto. Entre los más utilizados se pueden mencionar: Ensayo de transparencia sónica, de eco, de impedancia mecánica, etc. En todos los casos, el estudio se basa en la teoría de propagación de ondas, ya sea sonora o bien mecánica (impacto). Existen, a su vez, distintos estudios numéricos en los cuales se evalúa la integridad de pilotes a través la simulación de dichos ensayos, utilizando elementos finitos unidimensionales y tridimensionales. Es fundamental para el análisis numérico, la correcta elección y calibración del modelo constitutivo del material a fin de tener en cuenta los efectos principales del comportamiento dinámico del hormigón sometido a solicitaciones de impacto. Para este trabajo se considera un modelo elasto-viscoplástico de tipo fenomenológico. El modelo permite el cierre de la superficie de fluencia sobre el eje hidrostático, a fin de considerar el efecto del confinamiento. Además, tiene en cuenta el efecto de la velocidad de deformación a través de la teoría viscoplástica de Perzyna. Con este modelo se realizan simulaciones de ensayos dinámicos de integridad de pilotes, y se comparan los resultados obtenidos numéricamente con resultados experimentales presentes en la bibliografía.
Mecánica Computacional, 2002
El estudio del problema del daño con direcciones preferentes, normalmente denominado daño anisótr... more El estudio del problema del daño con direcciones preferentes, normalmente denominado daño anisótropo, ha sido materia de estudio de los últimos años. Los modelos desarrollados se aplican a la representación del comportamiento tanto de materiales inicialmente isótropos como de materiales inicialmente anisótropos como la mayoría de los materiales compuestos. Existe una gran cantidad de trabajos que intentan describir este complejo comportamiento desde distintos puntos de vista. En este trabajo se presenta el problema desde una óptica basada en la formulación de la teoría de grandes deformaciones. Aunque físicamente no hay ninguna relación entre estos dos fenómenos, matemáticamente puede establecerse una comparación al nivel de formulaciones. Esta manera de interpretar el problema hace más simple la consideración de la anisotropía inicial y la implementación en códigos ya existentes que están orientados al estudio del problema de grandes deformaciones. Se presenta en el trabajo la formulación del "daño direccionado anisótropo basado en la teoría de transformación de espacios" y su interpretación física. Se establecen además las bases termodinámicas del modelo. El trabajo se completa con la descripción de la implementación numérica de la formulación y ejemplos simples que muestran la capacidad de la misma para simular el comportamiento de materiales que presentan direccionalidad en el daño bajo historias de carga no proporcionales.
Mecánica Computacional, 1997
CC 134-Correo Central-(4000) Tucuman-Argentina Como resultado de la entrada del material en estad... more CC 134-Correo Central-(4000) Tucuman-Argentina Como resultado de la entrada del material en estado de comportamiento no lineal, un punto del solido experimenta un cierto estado de daiio. Esto da como resultado un daiio en la estructura que se traduce fundamental mente como perdida de rigidez, ductilidad y resistencia si la estructura se vuelve a cargar. En este trabajo se presenta un estudio teorico-numerico que perm;', predecir el comportamiento de estructuras de hormigon reparadas bajo carga. En primer lugar se define el daiio local y se calcula el daiio de la estructura original cuando es sometida a carga. Luego, en una segunda etapa, se simula numericamente la reparacion y se evalua el comportamiento de la estructura una vez reparada. EI estudio se realiza mediante un programa de elementos finitos no lineal utilizando modelos constitutivos de daiio y plasticidad. En el trabajo se describen los modelos utilizados para la simulacion de los materiales, la evaluacion del daiio y la posterior reparacion. EI mismo se completa con ejemplos de aplicacion a elementos de hormigon armado ensayados bajo cargas estaticas, reparados y luego reensayados.
Mecánica Computacional, 2008
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