Modelo de contacto do tipo kelvin generalizado baseado no med para a análise da rigidez em mastiques

Abstract

têm sido adotados no estudo da fratura e propriedades viscoelásticas do mastique e das misturas betuminosas a partir da representação de uma microestrutura irregular e dos contactos partícula-partícula. Nesse sentido, este trabalho apresenta um modelo de partículas tridimensional baseado nos diagramas de Laguerre-Voronoi da estrutura granular para o estudo da viscoelasticidade dos mastiques betuminosos. Dos modelos de contacto existentes, o modelo de Burger é o mais utilizado na análise dos materiais betuminosos. Contudo, este modelo apresenta limitações na previsão de propriedades dinâmicas numa ampla variedade de frequências. Para isso, um modelo de contacto do tipo generalizado de Kelvin (GK) foi desenvolvido para a representação dos contactos viscoelásticos. Este modelo, composto por uma parcela elástica, uma parcela viscoelástica e uma parcela visco-plástica, é baseado numa formulação incremental, em que o incremento de deslocamento resulta num incremento de força. A conversão das propriedades macroscópicas, obtidas a partir do ajuste de resultados experimentais em mastiques, em parâmetros de contacto e a respetiva calibração são apresentados. Os mastiques foram submetidos a ensaios cíclicos com carregamento sinusoidal para validar o modelo em diferentes temperaturas e frequências. Verificou-se que o comportamento reológico obtido com o modelo de contacto foi bem previsto. Por fim, os resultados reológicos obtidos com o modelo GK e o modelo de Burger foram comparados. Como esperado, o modelo de contacto GK apresentou uma melhor resposta quando comparado aos resultados obtidos experimentalmente. Estudos do comportamento dinâmico em misturas betuminosas estão em andamento.