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Este artículo puede compartirse bajo la licencia CC BY-ND 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/) V.F. González-Albuixech, Giner y J.E. Tarancón. "Comparación de esquemas de integración 3D para elementos enriquecidos en XFEM", UIS Ingenierias, vol. 15 RESUMENEl XFEM es una técnica desarrollada para la simulación numérica de problemas relacionados con la mecánica de la fractura. Este método tiene diversas ventajas, pero también aparecen ciertas cuestiones que deben ser abordadas con cuidado. La integración numérica de los elementos enriquecidos es uno de esos puntos. En este trabajo se han comparado dos técnicas posibles para realizar dicha integración, una clásica y una desarrollada especificamente para este tipo de elementos. Las diferencias en el resultado no son destacables, pero no así en la implementación. Por tanto, se recomienda el uso de la técnica clásica.Palabras Clave: elementos enriquecidos, integración, mecánica de la fractura, XFEM. ABSTRACTThe XFEM is a technique developed for the numerical simulation of fracture mechanics problems. The method shows several advantages. But some questions arise that should be handled with some care. Numerical integration of the enriched elements is one of these issues. In this work we have compared two avalaible techniques for its integration. One is a classic integration scheme and another is a scheme specifically developed for this kind of elements. The differences on the results are minimal, but not in their implementation difficulty. Hence, the classical integration is recommended.Keywords: enriched elements, fracture mechanics, integration, XFEM. INTRODUCCIÓNEl estudio analítico del comportamiento mecánico de componentes, incluyendo el análisis del efecto de la presencia de grietas mediante el uso de la Mecánica de la Fractura Elástico Lineal (MFEL), solo puede realizarse analíticamente en casos sencillos. Los casos más complicados tienen que abordarse inevitablemente mediante técnicas numéricas que permiten obtener una solución aproximada del problema.Una de las técnicas numéricas más consolidada y usada, tanto en ámbitos científicos como técnicos, es el método de los elementos finitos (MEF). No obstante, el MEF presenta algunos inconvenientes para la resolución de problemas donde existen singularidades, de los cuales la existencia de grietas es un caso particular. La razón es que la aproximación del MEF se basa en un desarrollo en un espacio polinómico, que puede utilizarse para estudiar, con elevada precisión, problemas cuya solución presenta un campo continuo y suave, pero presenta poca eficacia al emplearse en la descripción de comportamientos singulares.En particular, la solución correspondiente a la existencia de la fisura presenta una discontinuidad y una región con comportamiento singular, que no se puede describir fácilmente mediante funciones polinómicas. Para conseguir una precisión adecuada en este tipo de problemas, resulta obligatorio el uso de un refinamiento local de la malla en la región donde domina la singularidad, lo que con...

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RESUMO: O presente trabalho consiste em sistematizar um procedimento para avaliação da confiabilidade estrutural de pontes de concreto protendido, com base no índice de confiabilidade β, e a correspondente probabilidade de falha Pf. O Método de Monte Carlo é utilizado no processo de simulação das variáveis aleatórias, tomadas como sendo as resistências dos materiais, algumas das propriedades geométricas e o carregamento aplicado à estrutura. Como ferramenta para análise estrutural, é utilizado um programa computacional comercial. Os valores obtidos pelo método de simulação são validados através do método analítico FORM, e realiza-se também uma análise de sensibilidade. O procedimento é aplicado a uma ponte de concreto protendido de viga-e-laje. Com base nos resultados alcançados na análise desenvolvida conclui-se que o procedimento sistematizado, o qual utiliza um método de simulação, pode ser utilizado para avaliar a confiabilidade de uma ponte em concreto protendido de uma forma mais prática e efetiva. A análise de sensibilidade permitiu identificar as variáveis que apresentam maior influência na avaliação da segurança da estrutura.ABSTRACT: This paper is proposed to systematize the structural reliability evaluation procedure of prestressed concrete bridges, based on the reliability index β, and the corresponding probability of failure Pf. The Monte Carlo method is used to simulate design variables, taken as the resistances of the materials, some geometrical properties and the loads applied to the structure. As a tool for structural analysis, a commercial computer program is used. The values obtained by simulation method are validated by the analytical method FORM, and a sensitivity analysis is carried out. The procedure is applied to a deck-girder prestressed concrete bridge. Based on the results obtained, it is concluded that the procedure, which is based on a simulation method, can be used to evaluate the reliability of a prestressed concrete bridge in a more practical and effective way. The sensitivity analysis identified the variables with the greatest influence on the assessment of the safety of the structure.

<p>The Response Surface Method (RSM) has become an essential tool to solve structural reliability problems due to its accuracy, efficacy, and facility for coupling with Nonlinear Finite Element Analysis (NLFEA). In this paper, some strategies to improve the RSM efficacy without compromising its accuracy are tested. Initially, each strategy is implemented to assess the safety level of a highly nonlinear explicit limit state function. The strategy with the best results is then identified and used to carry out a reliability analysis of a prestressed concrete bridge, considering the nonlinear material behavior through NLFEA simulation. The calculated value of &#120573; is compared with the target value established in Eurocode for ULS. The results showed how RSM can be a practical methodology and how the improvements presented can reduce the computational cost of a traditional RSM giving a good alternative to simulation methods such as Monte Carlo.</p>