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Computational Modeling of U-Shaped Seismic Dampers for Structural Damage Mitigation
Indexado
WoS WOS:001366697200001
Scopus SCOPUS_ID:85210241237
DOI 10.3390/APP142210238
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



U-shaped seismic dampers, passive metallic devices that dissipate energy by cyclic plastic deformation, are designed to mitigate the effects of seismic loads on structures. This study focuses on the development of an advanced computational model of a U-shaped damper, chosen for its unique design of variable thickness and width, which contributes to its superior performance. The simulation uses nonlinear finite element analysis and a bilinear hardening model calibrated to the actual stress-strain curve of the low-carbon steel. To ensure accuracy, a rigorous mesh convergence analysis is performed to quantify numerical prediction errors and establish a model suitable for predicting local deformation phenomena, including strain and stress fields, throughout the displacement-based loading protocol. Mesh sensitivity analysis, performed by examining the equivalent stress and cumulative plastic strain, derives the damper hysteresis curve and confirms the convergence criteria of the mesh within the experimentally observed plastic response range of the material. The resulting computational model is a novel contribution that provides reliable predictions of local inhomogeneous deformation and energy dissipation, essential for optimizing damper design and performance through more sophisticated damage-fatigue models that guarantee the lifetime of a damper.

Revista



Revista ISSN
Applied Sciences Basel 2076-3417

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Disciplinas de Investigación



WOS
Chemistry, Multidisciplinary
Engineering, Multidisciplinary
Physics, Applied
Materials Science, Multidisciplinary
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Tuninetti, Victor Hombre Universidad de La Frontera - Chile
2 Gomez, Alvaro - Universidad de La Frontera - Chile
3 Bustos, Flavia - Universidad de Talca - Chile
4 Onate Soto, Angelo Hombre Universidad de Concepción - Chile
5 Hinojosa, Jorge Hombre Universidad de Talca - Chile
6 Gallo, Calogero - Univ Liege - Bélgica
Universite de Liege - Bélgica
7 Habraken, Anne Marie Mujer Univ Liege - Bélgica
FRS FNRS - Bélgica
Universite de Liege - Bélgica
Fonds de la Recherche Scientifique - FNRS - Bélgica
8 Duchene, Laurent Hombre Univ Liege - Bélgica
Universite de Liege - Bélgica

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Financiamiento



Fuente
Universidad de La Frontera
University of Liege
Université de Liège
Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID)
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This research was partially funded by the WBI/AGCID RI02 (DIE23-0001) bilateral project between the University of Liege and the Universidad de La Frontera. F. Bustos thanks the Agencia Nacional de Investigacion y Desarrollo (ANID) for the Ph.D. scholarship "Beca Doctorado Nacional/2020-21200973".
This research was partially funded by the WBI/AGCID RI02 (DIE23-0001) bilateral project between the University of Li\u00E8ge and the Universidad de La Frontera. F. Bustos thanks the Agencia Nacional de Investigaci\u00F3n y Desarrollo (ANID) for the Ph.D. scholarship \u201CBeca Doctorado Nacional/2020-21200973\u201D.

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