Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Project detail
Duration: 01.01.2006 — 31.12.2008
Funding resources
Czech Science Foundation - Postdoktorandské granty
- whole funder (2006-01-01 - 2008-12-31)
On the project
U konstrukcních materiálu jevy na úrovni mikrostruktury spolu s jejich náhodností a promenlivostí často značně ovlivní charakteristiky jako tuhost, pevnost a velikosti lomové procesní zóny. Pokud bychom presne respektovali všechny interakce na úrovni mikronu v materiálu, a toto zahrnuli do výpoctového modelu, obecne bychom obdrželi modely enormní velikosti a komplexity, a to i v deterministickém případě. V predloženém návrhu chceme podchytit procesy poškození na mikroúrovni materiálu a pritom držet složitost modelu na zvládnutelné úrovni a to použitím a vhodným kombinováním pokrocilých metod, jmenovite adaptivity síte v metode konecných v kombinaci s vhodnými mikromechanickými modely a simulací náhodných polí v rámci jedné výpoctové platformy. Vyvinutý model umožní postupné detailní “priblížení” pouze kritických regionu, a to až na velmi jemná rozlišení materiálové struktury. V takových oblastech bude materiál popsán náhodne promenlivým stochastickým polem, které je duležité pro inicializaci mikrotrhlin a jejich postupné sdružování, lokalizací deformace a formování makrotrhlin. Popsaný interdisciplinární postup užití adaptivity a stochastických metod umožní podchytit složité avšak duležité jevy jako napr. vliv velikosti v komplexite a poskytne výpoctový nástroj pro robustní analýzu a spolehlivostní posouzení zejména velkých konstrukcí predevším z kvazikrehkých materiálu jako beton apod. Dodejme, že toto není zatím možné s použitím dosavadních metod a nástrojů.
Description in EnglishIn structural materials, the presence of fine-scale features with random nature can greatly affect materialproperties such as stiffness, ultimate strength and the size of the fracture process zone. Unfortunately, if all microscale interactions are minutely taken into account in the numerical analysis, even deterministically, computational models of enormous size and complexity typically emerge. In order to capture the damageprocess in the microstructure while keeping the complexity of the problem down to manageable levels, we propose to combine and utilize the advanced techniques of the adaptive finite element method possibly combined with suitable micromechanical models and of random field simulations in a single model. The developed model will allow us to gradually zoom into the fine scale of the material structure with locally increased computational demand in critical regions only. In these areas, the heterogeneity of the materialdescribed by randomly fluctuating fields is essential for the development of microcracks, localization of deformation and the subsequent formation of macrocracks. This interdisciplinary approach employing methods of adaptivity and stochastics will allow us to capture the size effect phenomena in its complexity and to provide a computational tool for robust analysis and reliability assessment of large structures with quasibrittle materials that is hitherto not possible with the currently available methods and tools.
KeywordsStochastická výpoctová mechanika, adaptivní metoda konecných prvku, mikromechanické modely, simulace náhodných polí, vlivy velikosti
Key words in EnglishStochastic computational mechanics, adaptive finite element method, micromechanical models, random field simulations, size effect phenomena
Mark
GP103/06/P086
Default language
Czech
People responsible
Vořechovský Miroslav, prof. Ing., Ph.D. - principal person responsible
Units
Institute of Structural Mechanics- beneficiary (2006-03-14 - not assigned)
Results
MATESOVÁ, D.; VOŘECHOVSKÝ, M. Modeling of reinforcement corrosion in concrete. In Enginerring mechanics 2007. Svratka, Česká republika: 2007. p. 1-11. ISBN: 978-80-87012-06-2.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Stochastic computational mechanics of quasibrittle structures. Brno, Czech Republic: Brno: VUTIUM, 2007. p. 1-389.Detail
MATESOVÁ, D.; VOŘECHOVSKÝ, M. Mechanická odezva trámce se zářezem: vliv hloubky zářezu. In Experiment 2007. Brno, Česká republika: 2007. s. 315-320. ISBN: 978-80-7204-543-3.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Hierarchical Subset Latin Hypercube Sampling. In Pravděpodobnost porušování konstrukcí. Brno, ČR: 2006. s. 285-298. ISBN: 80-214-3251-9.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; MATESOVÁ, D. Size effect in concrete specimens under tension: interplay of sources. In Computational Modelling of Concrete Structures. Mayrhofen, Austria: 2006. p. 905-914. ISBN: 0-415-39749-9.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; CHUDOBA, R.; JEŘÁBEK, J. Adaptive probabilistic modeling of localization, failure and size effect of quasi-brittle materials. In Computational Mechanics. Lisbon, Portugal: 2006. p. 286 ( p.)ISBN: 1-4020-4994-3.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; JEŘÁBEK, J.; CHUDOBA, R. Impact of scatter of material properties on the yarn performance in TRC. In Textile Reinforced Concrete. Aachen, Germany: 2006. p. 285-294. ISBN: 2-912143-97-7.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; KONRAD, M.; CHUDOBA, R. Multiple cracks bridged by multifilament yarns: impact of local scatter on ultimate load. In Brittle matrix Composites. waršava, Polsko: 2006. p. 361-372. ISBN: 1-84569-031-1.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; CHUDOBA, R.; JEŘÁBEK, J.; MOMBARTZ, M. Adaptive time-stepping algorithm exploiting the combined effect of softening and spatial variability of material parameters. In MHM 12007. Praha, Česká republika: 2007. p. 238-239.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; CHUDOBA, R.; JEŘÁBEK, J.; MESKOURIS, K. Adaptive time-stepping algorithm exploiting the spatial variability of material parameters. In SEMC 2007, Third international conference on structural engineering, mechanics and computation. Rotterdam, the Netherlands: Millpress, 2007. p. 539-544. ISBN: 978-90-5966-054-0.Detail
ELIÁŠ, J.; VOŘECHOVSKÝ, M. Discrete numerical simulation of fracture propagation in disordered materials: mesh dependency. In 17th European Conference on Fracture. Brno, Česká republika: 2008. p. 2599-2606. ISBN: 9781617823190.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Interplay of sources of size effects in concrete specimens studied via computational stochastic fracture mechanics. Inženýrská mechanika - Engineering Mechanics, 2006, vol. 13, no. 5, p. 385-401. ISSN: 1210-2717.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Interplay of size effects in concrete specimens studied via computational stochastic fracture mechanics. International Journal of Solids and Structures, 2007, vol. 44, no. 9, p. 2715-2731. ISSN: 0020-7683.Detail
CHUDOBA, R.; VOŘECHOVSKÝ, M.; ECKERS, V.; GRIES, T. Effect of twist, fineness, loading rate and length on tensile behavior of multifilament yarns (a multivariate study). TEXTILE RESEARCH JOURNAL, 2007, vol. 77, no. 11, p. 880-891. ISSN: 0040-5175.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; NOVÁK, D.; BAŽANT, Z.; PANG, S. Energetic-statistical size edffect simulated by SFEM with stratified sampling and crack band model. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2007, vol. 71, no. 11, p. 1297-1320. ISSN: 0029-5981.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Size effects in concrete specimens studied via stochastic fracture mechanics. Inženýrská mechanika - Engineering Mechanics, 2006, vol. 13, no. 5, p. 385-401. ISSN: 1210-2717.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Simulation of simply cross correlated random fields by series expansion methods. Structural Safety, 2007, vol. 30, no. 4, p. 337-363. ISSN: 0167-4730.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M. Simulation of simply cross correlated random fields bz series expansion methods. Structural Safety, 2008, vol. 30, no. 4, p. 337-363. ISSN: 0167-4730.Detail
MATESOVÁ, D.; VOŘECHOVSKÝ, M. Analytical and numerical approaches to modeling of reinforcement corrosion in concrete. Cape Town, South Africa: 2007. p. 227-228.Detail
MATESOVÁ, D.; VOŘECHOVSKÝ, M. Modeling of reinforcement corrosion in concrete. Svratka, Česká republika: 2007. s. 179-180.Detail
VOŘECHOVSKÝ, M.; CHUDOBA, R.; JEŘÁBEK, J.; MESKOURIS, K. Adaptive time-stepping algorithm exploiting the spatial variability of material parameters. Cape Town, South Africa: 2007. p. 201-202.Detail
MATESOVÁ, D.; VOŘECHOVSKÝ, M. Analytical and numerical approaches to modeling of reinforcement corrosion in concrete. In Recent developmnets in structural engineering, mechanics and computation. Caoe town, South Africa: 2007. p. 610-615. ISBN: 978-90-5966-054-0.Detail