An Energy-Equivalent d+/d− Damage Model with Enhanced Microcrack Closure-Reopening Capabilities for Cohesive-Frictional Materials

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Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: An Energy-Equivalent d+/d− Damage Model with Enhanced Microcrack Closure-Reopening Capabilities for Cohesive-Frictional Materials
Autori: Cervera, Miguel; Tesei, Claudia
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: MATERIALS
Editore: MDPI
Volume: 10
Numero: 4
Numero di pagine: 30
ISSN: 1996-1944
Abstract: In this paper, an energy-equivalent orthotropic d+/d− damage model for cohesive-frictional materials is formulated. Two essential mechanical features are addressed, the damage-induced anisotropy and the microcrack closure-reopening (MCR) effects, in order to provide an enhancement of the original d+/d− model proposed by Faria et al. 1998, while keeping its high algorithmic efficiency unaltered. First, in order to ensure the symmetry and positive definiteness of the secant operator, the new formulation is developed in an energy-equivalence framework. This proves thermodynamic consistency and allows one to describe a fundamental feature of the orthotropic damage models, i.e., the reduction of the Poisson's ratio throughout the damage process. Secondly, a "multidirectional" damage procedure is presented to extend the MCR capabilities of the original model. The fundamental aspects of this approach, devised for generic cyclic conditions, lie in maintaining only two scalar damage variables in the constitutive law, while preserving memory of the degradation directionality. The enhanced unilateral capabilities are explored with reference to the problem of a panel subjected to in-plane cyclic shear, with or without vertical pre-compression; depending on the ratio between shear and pre-compression, an absent, a partial or a complete stiffness recovery is simulated with the new multidirectional procedure.
Data: 2017
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: energy equivalence, spectral decomposition, cohesive-frictional materials, damage-induced orthotropy, microcrack closure-reopening effects, cyclic loading
Dipartimenti (originale): DISEG - Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Dipartimenti: DISEG - Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
URL correlate:
    Area disciplinare: Area 08 - Ingegneria civile e Architettura > SCIENZA DELLE COSTRUZIONI
    Data di deposito: 21 Apr 2017 12:41
    Data ultima modifica (IRIS): 27 Nov 2017 16:23:08
    Data inserimento (PORTO): 29 Nov 2017 04:28
    Numero Identificativo (DOI): 10.3390/ma10040433
    Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2669667
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