Διερεύνηση καταστατικής σχέσεως σκυροδέματος ενισχυμένο με νανο-σωλήνες άνθρακα με ανάλυση πολλαπλών κλιμάκων.

Ιμπραημάκης, Μάριος; Impraimakis, Marios

dc.contributor.author	Ιμπραημάκης, Μάριος	el
dc.contributor.author	Impraimakis, Marios	en
dc.date.accessioned	2017-02-02T07:58:27Z
dc.date.available	2017-02-02T07:58:27Z
dc.date.issued	2017-02-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44284
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13729
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	Ανάλυση πολλαπλών κλιμάκων	el
dc.subject	Σκυρόδεμα	el
dc.subject	Υπολογιστική μηχανική	el
dc.subject	Καταστατική σχέση	el
dc.subject	Carbon nanotubes	en
dc.subject	Multiscale analysis	en
dc.subject	Concrete	en
dc.subject	Computational mechanics	en
dc.subject	Constitutive equation	en
dc.title	Διερεύνηση καταστατικής σχέσεως σκυροδέματος ενισχυμένο με νανο-σωλήνες άνθρακα με ανάλυση πολλαπλών κλιμάκων.	el
dc.title	Ιnvestigation of constitutive equation for concrete reinforced with carbon nano-tubes via multiscale analysis method.	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Δομική Μηχανική	el
heal.classification	Structural Engineering	en
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.classification	Computational Mechanics	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-11-03
heal.abstract	H παρούσα εργασία χρησιμοποιεί τα σύγχρονα εργαλεία της υπολογιστικής μηχανικής για να μελετήσει την μη γραμμική συμπεριφορά σκυροδέματος ενισχυμένο με νανοσωλήνες άνθρακα CNTs. Συγκεκριμένα, δημιουργούνται και τίθενται σε ανάλυση προσομοιώσεις δοκιμίων με την μέθοδο των Πεπερασμένων στοιχείων. Επειδή, όμως, η τάξη μεγέθους των διαστάσεων των νανοσωληνων και του δοκιμίου σκυροδέματος είναι χαώδης, χρησιμοποιούνται μέθοδοι ανάλυσης πολλαπλών κλιμάκων. Οι κλίμακες των υπό ανάλυση δοκιμίων είναι κύβος διαστάσεων πλευράς 1,2 nm για το δοκίμιο μόνο με νανοσωλήνες άνθρακα και 10 mm, 40 mm και 150 mm για κάθε τάξη μεγέθους αδρανών, αντίστοιχα. Οι τάξεις μεγέθους των αδρανών προκύπτουν ανάλογα με την κατηγορία κοσκίνου όπου διέρχονται και ο διαχωρισμός τους γίνεται ώστε το μοντέλο δοκιμίου να έχει τόσους βαθμούς ελευθερίας ώστε να μπορεί να αναλυθεί από το πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων Abaqus. Οι νανοσωλήνες άνθρακα και τα αδρανή ομογενοποιούνται στο υπόλοιπο υλικό ώστε να θεωρηθεί, εν τέλει, ομογενές και συμπαγές. Συνεπώς, η επόμενη ανάλυση στην αλληλουχία των αναλύσεων πολλαπλών κλιμάκων έχει συμπεριλάβει την πληροφορία της μηχανικής συμπεριφοράς του προηγούμενου σταδίου, και προχωρά στην εισαγωγή τον νέων παραμέτρων μέχρις ότου γίνει ανάλυση του πραγματικού δοκιμίου διαστάσεων πλευράς κύβου 150 mm. Η διερεύνηση γίνεται για λόγο όγκου αδρανών 60 φ% και ποσότητα νανοσωλήνων άνθρακα κατά βάρος 0,00 %, 0,10 %, 2,00% και 10,00%, όπου όμως η τελευταία ανάλυση δεν ανταποκρίνεται σε εφικτό πρόβλημα με πραγματικά δεδομένα. Τα CNTs εισήχθησαν με την τεχνική του ενσωματωμένου στοιχείου ενώ τα αδρανή ως πραγματικά μέρη του δοκιμίου. iΠραγματοποιήθηκαν ελαστικές και ανελαστικές αναλύσεις επί όλων των κλιμάκων, όπως και του τελικού δοκιμίου των 150 mm που είναι η ουσία της έρευνας σε αυτήν την εργασία. Τέλος, πριν εξαχθεί το τελικό πόρισμα για την ικανότητα αυτού του νέου νανοσύνθετου υλικού, γίνεται διερεύνηση της ανθεκτικότητας θραύσης του σκυροδέματος με ή χωρίς την ενίσχυση των CNTs. Τα υπολογιστικά αποτελέσματα συγκρίθηκαν με πειραματικά. Τα θετικά συμπεράσματα είναι εμφανή στις ελαστικές αναλύσεις αλλά πολύ περισσότερο στις μη γραμμικές αναλύσεις όπως εν τέλει προέκυψε ολόκληρη η καμπύλη τάσεων – σ – παραμορφώσεων – ε – του υλικού σε θλίψη και εφελκυσμό.	el
heal.abstract	The Diploma thesis you are given uses the most updated computational tools so as to study the nonlinear response of concrete reinforced with Carbon Nano-Tubes (CNTs). Specifically, specimen simulations are produced and then, run in Abaqus software. Nevertheless, due to enormous difference of specimens’ sizes, the whole processing uses multiscale analysis methods. The analysis scales are 1,2 nm for specimen reinforced with carbon nanotubes, while the other three scales are 10 mm, 40 mm and 150 mm, respectively. All these scales are indeed needed, otherwise there would be so many degree of freedoms that they cannot, in any way, be managed. In the sequel, carbon nanotubes and aggregates are being embedded into cement paste through homogenization method. Consequently, every next Abaqus analysis is a new concrete specimen involving all past information of mechanical behavior simulation of smaller scales. Finally, real dimension specimen of 150 mm size is analyzed in order to exported important results for practice engineers. The investigation is taking place for 60 % aggregates volume fraction and 0,00 %, 0,10 %, 2,00 %, 10,00 % weight fraction for carbon nano-tubes. The 10,00 % carbon nano-tube weight fraction simulation has not real response and it is useful only for numerical conclusions. Carbon nano-tubes are being imported by embedded element technique, while aggregates are being imported as distinctive parts of cement paste specimen. Elastic or inelastic analysis are taking place for every size of specimens, especially for 150 mm size specimen which is the most iimportant so as to be led into safe scientific conclusions. In the end, in order to have a spherical view of concrete reinforced with carbon nanotube problem, fracture toughness simulations run. These solutions concern concrete with or without carbon nanotube reinforcement. All numerical results are compared to similar experimental data being found in literature. Positive conclusions are profound for elastic analysis but ieven more, for inelastic results as reinforced concrete stress strain curves indicate.	en
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Φραγκιαδάκης, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Σπηλιόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	130 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true