Show simple item record

Mesoscale Discrete Element Model for Concrete and its Combination with FEM



dc.contributor.advisorJirásek Milan
dc.contributor.authorStránský Jan
dc.date.accessioned2018-04-24T12:19:08Z
dc.date.available2018-04-24T12:19:08Z
dc.date.issued2018-04-21
dc.identifierKOS-279829302505
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10467/75647
dc.description.abstractDizertační práce se zabývá různými aspekty metody diskrétních prvků (DEM) a její aplikací pro modelování porušování betonu a také kombinací DEM s metodou konečných prvků (FEM). Základní vlastnosti náhodných hustých částicových shluků jsou analyzovány pro různý počet částic. Pružné vlastnosti takovýchto shluků jsou zkoumány analyticky i numericky. Je dosaženo velmi dobré shody mezi analytickými a numerickými výcledky. Je představeno vyhodnocení tenzoru napětí a couple stress tenzoru z nespojitých sil. Metoda je založena na principu virtuálních prací. Jsou představeny nové výrazy pro couple stress tenzor. Je popsáno několik různých přístupů kombinace FEM programu OOFEM a DEM programu YADE, každý z nich ilustrovaný na jednoduchém případě. Sériová DEM-FEM kombinace poškozujícího se betonového materiálu je představena na příkladu jednoosého tlaku. Metoda prokázala schopnost poměrně dobře vystihnout přechod z DEM do FEM pro různé módy zatížení. Je představen vývoj a výsledky nového mezoúrovňového modelu pro beton. Model uvažuje nestejnorodou mezoúroveň betonu (t.j. zrna kameniva a zónu rozhraní mezi kamenivem a matricí). Validace vzhledem k experimentálním výsledkům přebraným z literatury prokázala schopnost modelu realisticky vystihnout trendy různých materiálových vlastností (modulu pružnosti, tahové a tlakové pevnosti, lomové energie) vzhledem k mezoúrovňové struktuře materiálu.cze
dc.description.abstractThe presented thesis deals with various aspects of the discrete element method (DEM) with application to modeling of concrete failure and combination of DEM with the finite element method (FEM). Basic properties of random densely packed particle assemblies are analyzed for various numbers of particles. Elastic properties of such packings are investigated both analytically and numerically. A very good agreement between analytical and numerical results is found. The evaluation of the stress tensor and couple stress tensor from discrete forces based on the principle of virtual work is reviewed. New formulas for the couple stress tensor are presented and discussed. Coupling of FEM code OOFEM and DEM code YADE is described. Several classes of coupling approaches are addressed and illustrated on simple examples. A DEM to FEM sequential coupling of damaged concrete material is presented for the case of uniaxial compression. The method is proven to be able to capture the transition from DEM to FEM relatively well for several different loading scenarios The most divergent results are obtained for the stages of loading where the DEM and FEM material models themselves differ the most. The development and results of a new mesoscale discrete element model for concrete is described. The model takes into account the heterogeneous mesoscale structure of concrete (i.e., aggregates and interfacial transition zone between aggregates and matrix). The validation against experimental data shows the ability of the model to realistically capture trends of various material properties (elastic modulus, tensile and compressive strength, fracture energy) with respect to the actual mesoscale structure of the material.eng
dc.language.isoENG
dc.publisherČeské vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.cze
dc.publisherCzech Technical University in Prague. Computing and Information Centre.eng
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmleng
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlcze
dc.subjectMetoda diskrétních prvků,metoda konečných prvků,kombinování metod,Python,beton,mezoúroveňcze
dc.subjectDiscrete Element Method,Finite Element Method,multimethod coupling,Python,concrete,mesoscaleeng
dc.titleDiskrétně prvkový mezoúrovňový model pro beton a jeho kombinaces MKPcze
dc.titleMesoscale Discrete Element Model for Concrete and its Combination with FEMeng
dc.typedisertační prácecze
dc.typedoctoral thesiseng
dc.date.accepted
dc.contributor.refereeZeman Jan
theses.degree.disciplineFyzikální a materiálové inženýrstvícze
theses.degree.grantorkatedra mechanikycze
theses.degree.programmeStavební inženýrstvícze


Files in this item




This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record