Experimental and numerical analysis: prestressing of concrete using iron-based shape memory alloy (Fe-SMA) fibers
Authors/Creators
-
1.
Poznań University of Technology
-
2.
Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
Description
The available research dataset consists of several files associated with the published study (DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2025.140309). The following is a detailed description of each file:
Test Images and Videos.ZIP
This archive contains selected photos and videos recorded during the experimental tests. Additional related images are provided in the original publication.
Algorithm.PDF
This document details the algorithm presented in Section 4 (Computational Modeling) of the original publication. The algorithm was used to develop a Python script that generates prism (beam) samples with user-defined dimensions and randomly distributed short fibers. The user can specify the geometric characteristics of the fibers, the fiber volume fraction, the minimum distance between fibers and between fibers and the prism edges, and the fiber settlement percentage. Each step of the algorithm is explained in this document, along with the associated functions, mathematical formulations, and control checks implemented to prevent fiber intersections, ensure that fibers remain within the sample boundaries (while considering tolerance distances such as aggregate size in concrete), and account for fiber settlement during casting.
Script.PYC
This file is the compiled Python script based on the aforementioned algorithm. It is designed for immediate compatibility with Abaqus CAE, requiring no additional packages. The default parameters assigned within the script are as follows:
- BEAM_WIDTH: 40.0 mm
- BEAM_HEIGHT: 40.0 mm
- BEAM_LENGTH: 160.0 mm
- FIBER_DIAMETER: 0.5 mm
- ENDING_LENGTH: 6.0 mm (length of each ending part)
- MIDDLE_LENGTH: 23.0 mm (length of the middle part)
- TOLERANCE_FIBER: 0.5 mm (minimum distance between fibers)
- TOLERANCE_EDGE: 0.5 mm (minimum distance from fibers to beam edges)
- SETTLEMENT_PERCENTAGE: 10%
- VOLUME_FRACTION: 2%
Readme.PDF
This comprehensive document provides detailed, step-by-step instructions on how to use the script. It elaborates on all functions and capabilities of the code and provides guidance on how the script may be modified.
Simulation Images and Videos.ZIP
This archive contains images and videos captured during the simulation process. Additional simulation visualisations are available in the original publication.
Reference:
Tabrizikahou A., Kuczma M., Triantafyllidis Z. & Shahverdi M.
Prestressing of concrete using iron-based shape memory alloy (Fe-SMA) short fibers: Experimental and numerical analysis.
Construction and Building Materials, Elsevier, 2025, 467, 140309.
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2025.140309
Other (Polish)
Dostępny zbiór danych badawczych składa się z kilku plików powiązanych z opublikowanym artykułem (DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2025.140309). Poniżej przedstawiono szczegółowy opis każdego z plików:
Test Images and Videos.ZIP
Archiwum zawiera wybrane zdjęcia oraz nagrania wideo zarejestrowane podczas testów eksperymentalnych. Dodatkowe obrazy związane z badaniami zostały opublikowane w oryginalnej pracy.
Algorithm.PDF
Dokument opisuje algorytm przedstawiony w sekcji 4 (Computational Modeling) opublikowanego artykułu. Algorytm został wykorzystany do stworzenia skryptu w języku Python, umożliwiającego generowanie próbek pryzmatu (belki) o określonych przez użytkownika wymiarach z losowo rozmieszczonymi krótkimi włóknami. Użytkownik ma możliwość zdefiniowania geometrii włókien, ich objętości, minimalnej odległości między włóknami, odległości włókien od krawędzi pryzmatu, a także procentowego osiadania włókien. W dokumencie przedstawiono każdy etap algorytmu wraz z funkcjami, sformułowaniami matematycznymi oraz kontrolami zapobiegającymi przecięciom włókien, kolizjom z krawędziami pryzmatu (zapewniając, że włókna znajdują się wewnątrz próbki, przy zachowaniu wymaganych odstępów, np. odpowiadających rozmiarowi kruszywa w betonie) oraz uwzględniającymi osiadanie włókien w trakcie odlewania.
Script.PYC
Plik ten zawiera skompilowany skrypt w języku Python, opracowany na podstawie powyższego algorytmu. Skrypt został zaprojektowany w celu natychmiastowej kompatybilności z Abaqus CAE, bez konieczności instalacji dodatkowych pakietów. Domyślne parametry przypisane w skrypcie są następujące:
- BEAM_WIDTH: 40,0 mm
- BEAM_HEIGHT: 40,0 mm
- BEAM_LENGTH: 160,0 mm
- FIBER_DIAMETER: 0,5 mm
- ENDING_LENGTH: 6,0 mm (długość każdej części końcowej)
- MIDDLE_LENGTH: 23,0 mm (długość części środkowej)
- TOLERANCE_FIBER: 0,5 mm (minimalna odległość między włóknami)
- TOLERANCE_EDGE: 0,5 mm (minimalna odległość włókien od krawędzi belki)
- SETTLEMENT_PERCENTAGE: 10%
- VOLUME_FRACTION: 2%
Readme.PDF
Dokument zawiera kompleksową, krok po kroku instrukcję użytkowania skryptu. Zawiera szczegółowy opis funkcji oraz możliwości skryptu, a także wskazówki dotyczące modyfikacji kodu.
Simulation Images and Videos.ZIP
Archiwum zawiera obrazy i nagrania wideo zarejestrowane podczas symulacji. Dodatkowe materiały wizualne dotyczące symulacji zostały opublikowane w oryginalnej publikacji.
Bibliografia:
Tabrizikahou A., Kuczma M., Triantafyllidis Z. oraz Shahverdi M.
Prestressing of concrete using iron-based shape memory alloy (Fe-SMA) short fibers: Experimental and numerical analysis.
Construction and Building Materials, Elsevier, 2025, 467, 140309.
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2025.140309
Files
Algorithm.pdf
Files
(40.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4375bedfa68dddbcf7db642439de54d6
|
110.0 kB | Preview Download |
|
md5:ea0ef3133ff516f421db2d353bca3961
|
148.9 kB | Preview Download |
|
md5:01c971a9c426ee7fceb5a06a5041f8c0
|
9.0 kB | Download |
|
md5:fe3bc3d0ae72045cf99368b072084432
|
20.5 MB | Preview Download |
|
md5:f9d9ce63ba3368903352a58e5729df7f
|
19.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Polish)
- Analiza eksperymentalna i numeryczna: wstępne naprężanie betonu przy użyciu włókien ze stopu o pamięci kształtu na bazie żelaza (Fe-SMA)
Related works
- Is published in
- 10.1016/j.conbuildmat.2025.140309 (DOI)