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Título : Estudio del efecto dinámico y simulación por medio de elementos finitos en materiales arenosos
Autor : Rivera Guerra, Francisco Xavier
Palabras clave : MECANICA COMPUTACIONAL
ELEMENTOS FINITOS
Fecha de publicación : 13-dic-2016
Editorial : Quito, 2016.
Citación : Rivera Guerra, F. X. (2016) Estudio del efecto dinámico y simulación por medio de elementos finitos en materiales arenosos. 99 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The present project develops and validates a model to determine instability criteria in granular materials under multiphysical loads, like interaction with fluids. This model works with two Numerical Methods, which are Discrete Elements (DEM) and Computational Fluid Dynamics (CFD), getting their interaction to perform custom modeling interfaces under new criteria. These open the way for new applications in fields as diverse as the study of landslides in vulnerable areas, behavior of grains under dynamic disturbances, study of resting angles and plastic behavior. In the project an analysis of the shape and the geometry of the particles were carried out, obtaining a characteristic shape of the particle of sand according to models of contact and validate the results with experimental tests. Once characterized the material, saturates the granular material until a fault occurs. The material experiences a maximum angle before sliding occurs, this is the critical angle of stability with a value of 47 ° for the secondary surface and a value of 57 ° for the secondary surface. The development of the project is a starting point to start a line of research in the field of granular materials as a complement to the current lines of Computational mechanics.
Descripción : El presente proyecto tiene por objetivo desarrollar y validar un modelo para criterios de inestabilidad que afectan a los materiales granulares bajo cargas multifísicas, siendo estas producidas por su interacción con fluidos. Este modelo permitirá conjugar dos métodos numéricos, que son: Elementos Discretos (DEM) y la dinámica de fluidos computacional (CFD), consiguiendo su interacción para realizar interfaces de modelamiento personalizado bajo nuevos criterios. Estos abren camino para nuevas aplicaciones en ámbitos tan diversos como es el estudio de los deslizamientos de tierras en zonas vulnerables, el comportamiento granular bajo perturbaciones dinámicas, estudio de ángulos de reposo y comportamiento plástico. En el proyecto se hizo un análisis de la forma y geometría de las partículas con lo cual se obtuvo una forma característica de la partícula de arena conforme a modelos de contacto tiende a resultados comunes con ensayos experimentales. Una vez caracterizado el material se lo somete bajo cargas multifísicas hasta que se satura el material granular y ocurra una inestabilidad. Se puede observar que el material experimenta un ángulo máximo antes de ocurrir el deslizamiento, este es el ángulo crítico de estabilidad con un valor de 47º para la superficie de falla secundaria y un valor de 57º para la superficie de falla primaria. El desarrollo del proyecto servirá de punto de partida para iniciar una línea de investigación en el campo de los materiales granulares como complemento a las actuales líneas de la Mecánica Computacional.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16946
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