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Grupo de Mecánica Computacional
Computational Mechanics Group

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Plasticidad con grandes deformaciones


  • Conceptos generales

    La plasticidad computacional tiene por objeto simular los procesos de deformaci√≥n de s√≥lidos en los que aparecen deformaciones irreversibles. El inter√©s de este tipo de simulaciones sigue aumentando dentro de la ingenier√≠a ya que permite reproducir el comportamiento de materiales como suelos, rocas, hormigones, metales, etc. en situaciones muy diversas. Como ejemplo se pueden se√Īalar las correspondientes a los mecanismos de agotamiento y rotura de elementos estructurales, los procesos de conformado de metales en los que el efecto de las deformaciones no recuperables est√° controlado y tiene una finalidad espec√≠fica, la respuesta estructural a solicitaciones severas (explosi√≥n, impacto), etc.

    Para que los an√°lisis de plasticidad con grandes deformaciones sean v√°lidos hay dos requisitos imprescindibles:

      1. Leyes constitutivas que sean físicamente validas y representativas del fenómeno que se desea representar, para lo cual la cinemática del continuo elastoplástico con grandes deformaciones debe de estar correctamente descrita
      2. Modelos de cálculo robustos y computacionalmente eficientes, para la integración numérica de las ecuaciones de la plasticidad

    Asimismo, la modelización de estos problemas lleva asociada dificultades inherentes al propio tratamiento numérico:

    • bloqueo de la malla en situaciones de flujo pl√°stico isoc√≥rico
    • modos de energ√≠a nula
    • problemas de convergencia en situaciones altamente no lineales
    • detecci√≥n y tratamiento adecuado de contactos, ...
    e inconvenientes adicionales en el caso en que haya grandes deformaciones:
    • elevada distorsi√≥n de los elementos
    • necesidad de considerar las grandes rotaciones para que los resultados sean objetivos, etc.

    En esta línea de investigación se emplea un modelo hiperelástico basado en la descomposición multiplicativa del tensor gradiente de deformación . La configuración intermedia se determina mediante la actualización multiplicativa del tensor elástico de Finger, y las ecuaciones de la plasticidad se integran mediante un algoritmo "Euler implícito" para el retorno a la superficie de fluencia. En el modelo se incluyen como caso particular los problemas con deformaciones infinitesimales.

  • Publicaciones

  • Simulaciones computacionales representativas


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