PLCd (PLastic Crack dynamic) és un codi d’elements finits dissenyat per a la simulació numèrica del comportament dinàmic no lineal en sistemes estructurals complexos. Ha estat desenvolupat al Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE) i al Departament d’Estructures i Resistència de Materials de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) .
Exemples d'aplicacions de PLCd
Anàlisi d’estructures de maçoneria
El primer conjunt d’imatges il·lustra l’aplicació de PLCd a la simulació del comportament de parets de maçoneria sota desplaçament lateral.
-
- La figura de l’esquerra mostra el patró de fissures i l’evolució del desplaçament.
- La figura central representa el dany progressiu a l’estructura de formigó circumdant.
- La figura de la dreta destaca la distribució dels danys en el farciment de maçoneria, on es poden identificar clarament els mecanismes de fissures diagonals i de fallada.
Materials compostos: anàlisi de fallades
El segon conjunt d’imatges demostra l’ús de PLCd en l’estudi de la fallada en laminats compostos amb fixacions mecàniques.
-
- La simulació numèrica (esquerra) captura la iniciació i propagació de les esquerdes al voltant dels forats, mostrant les zones de màxima concentració de danys.
- La imatge experimental (dreta) presenta la prova física corresponent, confirmant el patró de fractura predit pel model numèric.
Sobre PLCd
PLCd (PLastic Crack dynamic) és un codi d’elements finits formulat implícitament per a la simulació numèrica del comportament dinàmic no lineal en sistemes estructuralment complexos. Es desenvolupa conjuntament al Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE) i al Departament d’Estructures i Resistència de Materials de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) .
PLCd és un paquet de programari acadèmic. La seva versió inicial es va publicar el 1989 i ha estat en desenvolupament continu des de llavors, amb millores impulsades per la investigació contínua.
The developers behind the code include:
Sergio Oller Martínez, Bibiana María Luccioni, Omar Salomón, Alexandru Hanganu, Eduardo J. Car, Laurentiu Neamtu, Fernando Zalamea, Fernando Rastellini, Liz Gabriela Nallim, Pablo Mata Almonacid, Xavier Martínez, Maritzabel Molina Herrera, Jairo A. Paredes, Cuauhtémoc Escudero Torres, Facundo J. Bellomo, Ricardo Daniel Quinteros, Fermín Otero Gruer, Ester Comellas Sanfeliu, Lucia Grăţiela Barbu, Stefano Zaghi, Alejandro Cornejo, and Sergio Jiménez.
In 1993, PLCd was honoured with an Argentinian award presented by IBM in the fields of Exact Sciences, Engineering, Physics, Astronomy and Mathematics. The recognition was in appreciation of its application to the “Numerical Simulation of Structures Made with Frictional Materials”, and the award was accepted by Professors Oller and Luccioni.
Main Features and Capabilities
-
- Programming and Platforms: PLCd is implemented in FORTRAN and is fully parallelised. It is compatible with both Linux and Windows.
- Scope of Analysis: It targets solid mechanics problems—quasi-static, dynamic, or seismic—considering both material and geometric nonlinearities. Dynamic analyses utilise the Newmark time-integration scheme.
- Element Types:
- 3D solids: tetrahedral elements (4-node or 10-node) and hexahedral elements (8-node or 20-node).
- 2D solids: triangular (3-node or 6-node) and quadrilateral (4-node, 8-node or 9-node) elements.
- Beams: Timoshenko beam elements with 3 or 4 nodes, featuring numerical integration across the cross-section.
- Shells: based on the DKT-OPT formulation using implicit solver mode.
- Solver Options:
- Implicit Solver: As above.
- Explicit-Time-Step Solver: Includes advanced laminated shell elements—BST, LBST, EBST—which are rotation-free. Curvatures are approximated by utilising a patch of neighbouring elements, following formulations introduced by Eugenio Oñate, Francisco Zárate, and Fernando Flores.
- Material Models: Supports large-strain elasticity (Neo-Hookean, Mooney–Rivlin, Yeoh, Ogden, etc.), viscoelasticity, diverse damage models, and non-associated plasticity with isotropic and kinematic hardening—where isotropic hardening may be positive, negative, or null. Tangent stiffness tensors may be derived analytically or numerically.
- Yield Criteria: Implements six yield functions: Tresca, von Mises, Mohr-Coulomb (standard and generalised), Drucker-Prager, Lubliner-Oller, and a damage-based criterion on the norm of principal stresses. General anisotropy is accommodated via a mapping-based formulation.
- Materials compostos : ofereixen tant homogeneïtzació fenomenològica (utilitzant teories clàssiques de mescla i serials/paral·leles) com una homogeneïtzació numèrica a dues escales computacionalment eficient, permetent representar fidelment el comportament no lineal dels constituents compostos.
- Anàlisi de fatiga : proporciona formulacions dedicades per a fatiga de cicle alt (HCF), fatiga de cicle baix (LCF) i fatiga de cicle ultrabaix (ULCF) aplicables a metalls i materials compostos.
Descàrrega
PLCd és un paquet de programari acadèmic i està pensat únicament per a finalitats acadèmiques i de recerca.
El codi es distribueix en dos formats diferents: com a GiD ProblemType i com a executables independents (amb dades d’entrada ASCII). Tots dos formats es poden descarregar a través dels enllaços següents:
-
- PLCd as a GiD ProblemType
- Executable PLCd IMPLICIT
- Executable PLCd EXPLICIT v79.11.3 (Linux, versió en ús, emprada per a anàlisi sísmica)
- Executable PLCd EXPLICIT v79.11.6 (Linux, última versió, emprat per a anàlisi sísmica)
Tot i que l’equip de desenvolupament de PLCd no ofereix suport tècnic formal, podeu enviar consultes, comentaris, sol·licituds i informes d’errors per correu electrònic a: plcd@cimne.upc.edu Farem tot el possible per ajudar-vos amb l’ús del codi.