Geração do elemento representativo do concreto com agregados graúdos em formato elíptico

Abstract

Resumo: Este trabalho tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento de modelos computacionais para a simulação do envelhecimento do concreto de barragens de usinas hidrelétricas. As técnicas matemáticas necessárias para se atingir este objetivo necessitam da geração do elemento representativo do material (RVE), o qual foi desenvolvido nesta dissertação. Para a geração do RVE do concreto considerá-se a escala mesoscópica, onde o concreto é um material compósito composto de duas fases: Argamassa e agregados graúdos. As informações sobre os agregados foram obtidos a partir de sua curva granulométrica e diversas aproximações para seu formato geométrico foram geradas, como círculos, elipses, esferas e outros, fazendo assim um desenvolvimento gradativo da estrutura geométrica. Após a escolha dos formatos, o posicionamento dos agregados no RVE recai em um problema de detecção de colisão entre figuras geométricas. Em especial, as técnicas de detecção de colisão utilizadas são técnicas bem consolidadas na área de computação gráfica que foram estudadas afim de resolver a problemática descrita. Também foi desenvolvido uma interface gráfica que apresenta a estrutura mesoscópica do concreto a partir dos agregados graúdos gerados. Especificamente para o RVE com agregados em formato elíptico realiza-se um teste de compressão axial, onde calcula-se os deslocamentos, as deformações e as tensões que surgem no material. Para o teste de compressão axial utiliza-se um algoritmo, desenvolvido no projeto de pesquisa - Desenvolvimento de Modelos Computacionais Avançados Para a Simulação do Envelhecimento do Concreto , que resolve o sistema de equações que descreve a situação de compressão a partir do Método de Galerkin Livre de Elementos.