Computationally effiziente Synthese von Gezeitenbarrieren-Rissen unter Verwendung von erweiterter isotroper Plastizitätsschädigungsmechanik und gekoppelter Lagrange-Euler-Mehrphasen-Interaktion

Główne pojęcia

Die Studie analysiert die Rissbildung in einer Gezeitenbarriere als Reaktion auf starke Bodenbewegungen unter Verwendung eines erweiterten Plastizitätsschädigungsmodells und einer gekoppelten Lagrange-Euler-Formulierung für die Fluid-Struktur-Interaktion.

Streszczenie

Die Studie untersucht die Rissbildung in einer Gezeitenbarriere als Reaktion auf starke Bodenbewegungen. Dafür wird ein erweitertes Plastizitätsschädigungsmodell verwendet, das die Degradation der Betonstei figkeit und den Verlust von Bruchenergie berücksichtigt. Die Fluid-Struktur-Interaktion zwischen Reservoir und Barriere wird mit einer gekoppelten Lagrange-Euler-Formulierung modelliert.

Die Ergebnisse zeigen, dass das vorgeschlagene Modell in der Lage ist, einen glatten Rissfortpflanzungsverlauf zu erfassen, der stabiler ist als die Referenzergebnisse. Das Modell berücksichtigt den Verlust von Bruchenergie, was zu einer realistischeren Darstellung der Schädigung führt. Die Rissausbreitung beginnt bei einer Anregungszeit von 2,2 Sekunden und erreicht den Großteil der kritischen Schädigung innerhalb von 4,09 Sekunden. Die berechnete Schädigungskurve zeigt einen stabilen, asymptotischen Verlauf, was das Verhalten des Materials gut widerspiegelt.

Statystyki

Die Simulation ergibt, dass das Material bei einer Anregungszeit von t=2,2 Sekunden nachgibt und die Rissausbreitung beginnt.
Der Großteil der kritischen Schädigung durch Rissbildung wird innerhalb von t=4,09 Sekunden der seismischen Anregung erreicht.

Cytaty

"Das vorgeschlagene erweiterte Plastizitätsschädigungsmodell ist in der Lage, einen glatten Rissfortpflanzungsverlauf zu erfassen, der stabiler ist als die Referenzergebnisse."
"Das Modell berücksichtigt den Verlust von Bruchenergie, was zu einer realistischeren Darstellung der Schädigung führt."

Kluczowe wnioski z

Computational Seismic Fracture Synthesis of Tidal Barrage using Enhanced Isotropic Plasticity Damage Mechanics and Coupled Lagrangian-Eulerian Multiphase Interaction

by Sayan Chowdh... o arxiv.org 03-19-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.10905.pdf

Głębsze pytania

Wie könnte das Modell weiter verbessert werden, um die Auswirkungen von Bewehrung oder anderen Verstärkungselementen auf das Rissverhalten zu berücksichtigen?

Um die Auswirkungen von Bewehrung oder anderen Verstärkungselementen auf das Rissverhalten zu berücksichtigen, könnte das Modell durch die Implementierung eines verstärkten Schädigungsansatzes weiter verbessert werden. Dies würde es ermöglichen, das Verhalten von verstärkten Materialien genauer zu simulieren. Durch die Berücksichtigung von Bewehrungselementen könnte die Rissbildung und -ausbreitung in Betonstrukturen unter Berücksichtigung der Interaktion zwischen Beton und Bewehrungselementen genauer modelliert werden. Dies könnte durch die Einführung zusätzlicher Materialparameter oder Schädigungsmechanismen erfolgen, die das Verhalten von bewehrtem Beton unter dynamischer Belastung genauer beschreiben.

Welche Auswirkungen hätten alternative Materialmodelle oder Schädigungsansätze auf die berechneten Rissprofile?

Die Verwendung alternativer Materialmodelle oder Schädigungsansätze könnte signifikante Auswirkungen auf die berechneten Rissprofile haben. Zum Beispiel könnten Modelle, die eine detailliertere Berücksichtigung der Materialverformung und -schädigung ermöglichen, zu genaueren Rissprofilen führen. Ein fortschrittlicherer Schädigungsansatz könnte die Simulation von komplexen Rissbildungsmechanismen ermöglichen, die in realen Betonstrukturen auftreten. Darüber hinaus könnten alternative Materialmodelle die Fähigkeit verbessern, das Verhalten von Beton unter verschiedenen Belastungsbedingungen genauer vorherzusagen, was zu präziseren Rissprofilen führen würde.

Inwiefern könnten die Erkenntnisse aus dieser Studie auf die Analyse anderer Arten von Hydraulikstrukturen übertragen werden?

Die Erkenntnisse aus dieser Studie könnten auf die Analyse anderer Arten von Hydraulikstrukturen übertragen werden, insbesondere auf Betonstrukturen, die starken dynamischen Belastungen ausgesetzt sind. Die entwickelten Modelle und Simulationstechniken könnten auf verschiedene Arten von Betonstrukturen wie Dämme, Staudämme, Kanäle und Schleusen angewendet werden, um ihr Verhalten unter starken Erdbeben oder anderen dynamischen Belastungen zu analysieren. Die Erkenntnisse könnten dazu beitragen, das Risiko von Strukturschäden zu bewerten, die Sicherheit von Hydraulikstrukturen zu verbessern und geeignete Maßnahmen zur Verstärkung oder Verbesserung der Strukturen zu identifizieren.