Modelação numérica discreta de materiais com o VIRTUALPM3DLAB

Abstract

Os modelos baseados no Método dos Elementos Discretos (MED) são eficazes na modelação de materiais com estrutura granular, como as misturas betuminosas. Esta comunicação descreve o desenvolvimento do VirtualPM3DLab, um laboratório virtual tridimensional baseado no MED, projetado para simular materiais complexos, incluindo as misturas betuminosas autorreparáveis. O VirtualPM3DLab permite a representação detalhada da mesoestrutura irregular e dos contactos partícula-partícula, possibilitando a análise do comportamento mecânico, da evolução do dano e da reparação/autorreparação em pavimentos. O software incorpora modelos de contacto viscoelásticos e modelos de dano associados, permitindo a avaliação das propriedades viscoelásticas, resistência mecânica e comportamento pós-reparação das misturas. Para garantir a precisão, foram acoplados uma ferramenta de calibração macroscópica e um módulo de visualização para pré e pós-processamento. A calibração e validação do VirtualPM3DLab foram realizadas para diferentes materiais betuminosos e condições de carregamento, com boa correlação entre os resultados numéricos e experimentais. O software tem sido particularmente útil na análise de misturas betuminosas autorreparáveis com agentes encapsulados, sendo aplicado na simulação de diferentes cenários de carregamento. O trabalho estabelece uma base sólida para uma abordagem numérica eficiente na modelação da mesoestrutura 3D de materiais complexos, abrindo caminho para o desenvolvimento de pavimentos mais eficientes e sustentáveis. Futuramente, o módulo VirtualPM3DLab poderá ser incorporado em sistemas de gestão rodoviária baseados em modelos digitais.