Response of cement based composites to fatigue loading: advanced numerical modeling and testing
Project goals
The project focuses on improvement of computational techniques for assessment of the residual life of cement-based composites under long-term cyclic loading, particularly considering the following factors: material composition, fracture properties, frequency of loading, and varying load amplitude. Non-linear numerical models based on cumulative internal damage of the material and utilizing Wöhler (S?N) curves will be developed. Input data for 2D and 3D FE models will be obtained from tests on selected cement-based composites with static and fatigue loading (basic database for normal concrete as well as for two classes of high performance concrete will be created). FEM calculations will be used for investigation of limit values for initiation of fatiguedamage and fatigue crack growth. The results will be applied in durability assessment of civil engineering structures subjected to cyclic loading such as transport structures and their components, high-rise buildings, etc.
Keywords
researchfatiguecementbasedcompositesfatiguenumericalmodellingS-Ncurvecrackpropagation
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P104-11-0833
Alternative language
Project name in Czech
Odezva cementových kompozitů na únavové zatěžování: pokročilé numerické modelování a experimenty
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na zpřesnění výpočtových postupů pro odhad zbytkové životnosti cementových kompozitů dlouhodobě zatěžovaných cyklicky, respektujících zejména materiálové složení kompozitů, jejich lomové vlastnosti, frekvenci zatěžování a proměnnou amplitudu zatěžujícího cyklu. Budou rozvíjeny nelineární numerické modely založené na kumulaci vnitřního poškození materiálu a vycházející z Wöhlerových (S?N) křivek. Vstupní údaje pro 2D a 3D MKP modely budou získány experimentálním sledováním chování vybraných cementových kompozitů při statických a únavových zkouškách (vytvoření základní databáze pro standardní betony a dvě třídy vysokopevnostního betonu). Výpočty MKP budou pak použity zejména pro studium mezních hodnot při vývoji a šíření únavové trhliny. Výsledky budou aplikovány při predikci životnosti stavebních konstrukcí/konstrukčních prvků, které jsou cyklicky zatěžovány - především dopravních staveb a jejich součástí, vysokých budov atp.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JL - Fatigue and fracture mechanics
CEP - secondary branch
JI - Composite materials
CEP - another secondary branch
JN - Civil engineering
20101 - Civil engineering
20306 - Audio engineering, reliability analysis
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The objectives of the project can be considered fulfilled. The number of relevant publications cited in required databases (1 Jimp, 5xJsc, 3xD) was created. 2 x Jsc are to be published this year. 34 publications not entering the RIV datab.+2 student works were created too. The documents provided by solver did not show breach of the rules of the grant or disbursement of funds.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 7, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 1, 2014
Finance
Total approved costs
4,992 thou. CZK
Public financial support
4,992 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 992 CZK thou.
Public support
4 992 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JL - Fatigue and fracture mechanics
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013