Estimación de parámetros microestructurales en el método de los elementos discretos

Abstract

El método de los elementos discretos es una técnica numérica que permite la modelización de sólidos como una colección de partículas o elementos de distintas formas (discos, polígonos, esferas, poliedros) en dos y tres dimensiones. En contraposición con los métodos tradicionales basados en teorías del continuo (el método de los elementos finitos o de las diferencias finitas) el método de los elementos discretos presenta la clara ventaja de poder simular la rotura frágil y dúctil del material a un mismo tiempo. Esto ocurre como una consecuencia directa de la separación y deslizamiento entre partículas a escala microscópica. En general, en el método de los elementos discretos se especifican las propiedades a escala micro de las partículas y de los contactos entre partículas (rigideces y resistencias del contacto, coeficiente de fricción entre partículas, densidad, etc). A su vez, a escala macro el material se describe por sus constantes elásticas y la resistencia última a tracción y compresión, así como otros parámetros que no se tendrán en cuenta en este estudio. Dado que no existe una teoría completa para predecir las propiedades macroscópicas a partir de los parámetros micro y viceversa, el estudio de la relación entre los parámetros micro y las propiedades del material se convierte en un prerequisito para poder modelar mediante el método de los elementos discretos cualquier problema de ingeniería.