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李成轩;张汉波;叶洪飞;张洪武;郑永刚

近不可压缩超弹性材料裂纹扩展的改进稳定周动力对应材料模型。 （英语） 兹伯利07644882

计算。方法应用。机械。工程师。 404，文章ID 115840，22 p.（2023）.
摘要：本文提出了一种改进的稳定周动力学对应材料模型（IS-PD-CMM），用于模拟几乎不可压缩超弹性材料的裂纹扩展。在is-PD-CMM的修正力状态中引入形状相关的微模数作为修正系数（惩罚因子），以控制非均匀变形矢量状态引起的变形。与传统的稳定化方法不同，IS-PD-CMM中的惩罚因子只与材料特性有关，不需要进行参数标定。此外，在is-PD-CMM中引入等效应变函数，作为近似不可压缩超弹性材料的破坏准则，其中模型的非局部损伤是通过计算材料颗粒的键断裂比来确定的。通过线弹性材料的无穷小变形和超弹性材料的有限变形三个典型实例，证明了IS-PD-CMM的高精度和适应性。最后，对平面内拉伸断裂行为和平面外撕裂断裂行为进行了模拟和分析，以说明IS-PD-CMM在预测几乎不可压缩超弹性材料的裂纹扩展方面的良好性能。

引用于4文件

MSC公司：

74-XX岁 可变形固体力学
76倍 流体力学

关键词：

周动力的;零能量模式;稳定的通信材料模型;裂纹扩展;近不可压缩超弹性材料
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\textit{C.Li}等人，计算。方法应用。机械。Eng.404，文章ID 115840，22 p.（2023；Zbl 07644882）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Silva，R.M。；罗德里格斯，J.L。；平托，V.V。；费雷拉，M.J。；俄罗斯共和国。；Pereira，C.M.，《关于鞋用橡胶材料减震性能的评估》，Polym。测试。，28, 642-647 (2009)
[2] 张杰。；杜，J。；苗，F。；郭华，细长圆形泡沫金属管在横向载荷作用下的塑性行为，薄壁结构。，171，第108768条pp.（2022）
[3] Kim，K.S。；Zhao，Y。；Jang，H。；Lee，S.Y。；Kim，J.M。；Kim，K.S。；Ahn，J.H。；Kim，P。；Choi，J.Y.（蔡振英）。；Hong，B.H.，可拉伸透明电极用石墨烯薄膜的大尺度图形生长，《自然》，457706-710（2009）
[4] Koons，G.L。；迪巴，M。；Mikos，A.G.，《骨组织工程材料设计》，Nat.Rev.Mater。，584-603（2020）
[5] Chen，C.-H。；Bouchbinder，E。；Karma，A.，《动态断裂中的不稳定性和经典裂纹理论的失效》，自然物理学。，13, 1186-1190 (2017)
[6] 斯塔特，Y。；Odenbreit，C。；Schneider，J.，《具有简单几何形状的粘接连接中硅酮粘合剂的失效行为》，国际期刊Adhes。广告。，82, 126-138 (2018)
[7] 山口，T。；佐藤，R。；Sawae，Y.，脆性水凝胶摩擦中疲劳裂纹的扩展，Gels-Basel，4，53（2018）
[8] 吴杰。；McAuliffe，C。；Waisman，H。；Deodatis，G.，用相场法模拟聚合物复合材料在大变形下断裂的随机分析，计算。方法应用。机械。工程，312596-634（2016）·Zbl 1439.74097号
[9] 胡，Z。；张，H。；郑毅。；Ye，H.，涉及有限变形的岩土材料脆性破坏转变的带对流粒子域插值的相场隐式材料点法，计算。方法应用。机械。工程，390，第114420条pp.（2022）·Zbl 1507.74035号
[10] Marulli，M.R。；Valverde-González，A。；金塔纳斯·科诺米斯（Quintanas-Corominas），A。；Paggi，M。；Reinoso，J.，非线性橡胶类材料层状结构裂纹扩展的相场和内聚区组合模型方法，计算。方法应用。机械。工程，395，第115007条pp.（2022）·Zbl 1507.74401号
[11] 张，Z。；邱，Y。；胡，Z。；Ye，H。；张，H。；Zheng，Y.，超弹性材料动态断裂的显式相场总拉格朗日材料点法，计算。方法应用。机械。工程，398，第115234条pp.（2022）·Zbl 1507.74042号
[12] 卡鲁伊，A。；Mansouri，K。；雷纳德，Y。；Arfaoui，M.，《裂纹超弹性材料的扩展有限元法：收敛性研究》，国际J·数值。方法工程，100，222-242（2014）·Zbl 1352.74376号
[13] Rashetnia，R。；Mohammadi，S.，《使用扩展有限元法和新的富集函数集进行有限应变断裂分析》，国际数值方法工程杂志，1021316-1351（2015）·Zbl 1352.74301号
[14] Huynh，H.D。；Tran，P。；庄，X。；Nguyen-Xuan，H.，《大变形断裂分析的扩展多边形有限元法》，《工程分形》。机械。，209, 344-368 (2019)
[15] 托马尔，V。；翟，J。；Zhou，M.，变刚度内聚有限元模型中单元尺寸的界限，国际J。数值。方法工程，611894-1920（2004）·Zbl 1075.74683号
[16] 巴塔查吉，T。；巴林盖，M。；塔斯尼姆，H。；罗恩，E。；Vemaganti，K.，薄软材料中I型撕裂的粘结区建模，J.Mech。行为。生物识别。材料。，28, 37-46 (2013)
[17] Orozco，G.A。；Tanska，P。；古斯塔夫森，A。；Korhonen，R.K。；Isaksson，H.，使用内聚有限元建模在循环载荷下关节软骨中的裂纹扩展，J.Mech。行为。生物识别。，131，第105227条pp.（2022）
[18] Silling，S.A.，《不连续性和长程力弹性理论的改革》，J.Mech。物理学。固体，48，175-209（2000）·Zbl 0970.74030号
[19] Silling，S.A。；Lehoucq，R.B.，固体力学的周动力理论，高级应用。机械。，44, 73-168 (2010)
[20] 波巴鲁，F。；福斯特，J.T。；Geubulle，P.H。；Silling，S.A.，《周动力建模手册》（2016），CRC出版社·Zbl 1351.74001号
[21] 布雷滕菲尔德，M.S。；Geubelle，P.H。；O.威克纳。；Silling，S.A.，基于非有序状态的静态裂纹问题的周动力分析，计算。方法应用。机械。工程，272，233-250（2014）·Zbl 1296.74099号
[22] Lehoucq，R.B。；Silling，S.A.，力通量和周动力应力张量，J.机械。物理学。固体，56，1566-1577（2008）·兹比尔1171.74319
[23] Behera，D。；罗伊·P。；Madenci，E.，有限变形下粘弹性粘合剂粘结搭接接头的周动力建模，计算。方法应用。机械。工程，374，第113584条pp.（2021）·Zbl 1506.74031号
[24] 福斯特，J.T。；Xu，X.，一个广义的、普通的、有限变形的周动力本构对应模型，国际固体结构杂志。，141, 245-253 (2018)
[25] 陈，Z。；Niazi，S。；Bobaru，F.，多孔材料脆性损伤和断裂的周动力学模型，国际岩石力学杂志。最小科学。，122 (2019)
[26] Ren，H.L。；庄X.Y。；新界特朗。；Rabczuk，T.，有限变形高阶梯度弹性的非局部算子方法，计算。方法应用。机械。工程，384，第113963条pp.（2021）·Zbl 1506.74045号
[27] Silling，S.A。；Askari，E.，基于固体力学周动力模型的无网格方法，计算。结构。，83, 1526-1535 (2005)
[28] Madenci，E。；Oterkus，E.，《周动力理论及其应用》（2014），纽约施普林格出版社·Zbl 1295.74001号
[29] 西格斯特尔。；Sau，N。；Silling，S.，混凝土结构的周动力建模，Nucl。工程设计。，237, 1250-1258 (2007)
[30] Wang，Y。；周，X。；Shou，Y.，《使用新型共轭键基周动力学模拟单轴压缩下岩石中的裂纹扩展和聚并》，《国际力学杂志》。科学。，128-129, 614-643 (2017)
[31] 李春霞。；Wang，J.G.，页岩地层水力裂缝扩展的周动力模拟，工程分形。机械。，258，第108095条pp.（2021）
[32] Silling，S.A。；埃普顿，M。；O.威克纳。；徐，J。；Askari，E.，《周动力状态和本构建模》，《弹性力学杂志》，88，151-184（2007）·Zbl 1120.74003号
[33] Silling，S.A。；Lehoucq，R.B.，《周动力学与经典弹性理论的融合》，《弹性力学杂志》，93，13-37（2008）·Zbl 1159.74316号
[34] Silling，S.A.，周动力状态线性化理论，《弹性力学杂志》，99，85-111（2010）·Zbl 1188.74008号
[35] 沃伦·T·L。；Silling，S.A。；Askari，A。；O.威克纳。；爱普顿，医学硕士。；Xu，J.，一种基于非寻常状态的周动力学方法来模拟固体材料的变形和断裂，Int.J.Solids Struct。，46, 1186-1195 (2009) ·Zbl 1236.74012号
[36] 福斯特，J.T。；Silling，S.A。；Chen，W.W.，《使用周动力学的粘塑性》，国际分子杂志。方法工程，81，1242-1258（2010）·兹比尔1183.74035
[37] 梅农，S。；Song，X.Y.，饱和多孔介质动态分析的稳定计算非局部孔隙力学模型，国际期刊数值。方法工程，122，5512-5539（2021）
[38] 很好，C。；唐，S。；Qian，D.，用对应材料模型求解非常规周动力学的非局部匹配边界条件，计算。方法应用。机械。工程，338463-490（2018）·Zbl 1440.74033号
[39] 乔杜里，S.R。；罗伊·P。；罗伊·D·。；Reddy，J.N.，《修正的周动力学对应原理：消除零能变形和其他影响》，《计算》。方法应用。机械。工程，346，530-549（2019）·Zbl 1440.74036号
[40] Behera，D。；罗伊·P。；Madenci，E.，Neo-Hookean材料有限弹性变形和断裂的周动力对应模型，国际期刊Nonlin。机械。，第126条，第103564页（2020年）
[41] D.J.Littlewood，《使用周动力学、有限元建模和接触模拟动态断裂》，摘自：《2010年ASME国际机械工程大会暨展览会论文集》，2010年，第40621页。
[42] 李，P。；郝志明。；Zhen，W.Q.，一个稳定的基于非常规状态的周动力模型，计算。方法应用。机械。工程，339262-280（2018）·Zbl 1440.74028号
[43] 罗，J。；Sundararaghavan，V.，用于稳定非普通基于状态的周动力学中零能模式的应力点方法，国际固体结构杂志。，150, 197-207 (2018)
[44] Wan，J。；陈，Z。；朱，X。；Liu，H.，周动力学对应模型中零能模式抑制的改进方法，机械学报。罪-Prc，35，1021-1032（2019）
[45] Chen，H.，周动力对应模型的键相关变形梯度，Mech。Res.Commun.公司。，90, 34-41 (2018)
[46] 陈，H。；Spencer，B.W.，《周动力键关联对应模型：稳定性和收敛性》，国际期刊Numer。方法工程，117713-727（2019）
[47] 顾，X。；张，Q。；Madenci，E。；Xia，X.，基于非常规状态的周动力和键相关高阶稳定模型中数值振荡的可能原因，计算。方法应用。机械。工程，357，第112592条pp.（2019）·Zbl 1442.74031号
[48] Madenci，E。；Dorduncu，M。；Nam，P。；Gu，X.，具有均匀或非均匀离散化的无零能量模式的弱形式键相关非常态基周动力学，Eng.Fract。机械。，218，第106613条pp.（2019）
[49] Silling，S.A.，周动力对应材料模型及其粒子离散的稳定性，计算。方法应用。机械。工程，32242-57（2017）·兹比尔1439.74017
[50] 刘，Z。；张杰。；张，H。；叶，H。；张，H。；Zheng，Y.，弹塑性动态断裂问题的基于时间不连续状态的周动力学，工程分形。机械。，266，第108392条，第（2022）页
[51] 博斯特，R.D。；医学硕士克里斯菲尔德。；雷默斯，J.J.C。；Verhoosel，C.V.，《固体和结构的非线性有限元分析》（2012），John Wiley&Sons Inc·Zbl 1300.74002号
[52] Chaves，E.W.V.，《连续介质力学笔记》（2013），施普林格荷兰·Zbl 1277.74001号
[53] 北卡罗来纳州哈希姆。；库姆斯，W.M。；奥加德，C.E。；Hattori，G.，《有限变形分析中基于稳定对应材料模型的隐式非普通状态周动力学》，计算。方法应用。机械。工程，371，第113304条pp.（2020）·Zbl 1506.74034号
[54] 维埃拉，F.S。；Araújo，A.L.，《关于键相关稳定和离散化在基于非常规状态的周动力变形和断裂中的作用》，《工程分形》。机械。，270，第108557条pp.（2022）
[55] Tupek，M.R。；里莫利，J.J。；Radovitzky，R.，将经典连续损伤模型纳入基于状态的周动力学的方法，计算。方法应用。机械。工程，26320-26（2013）·Zbl 1286.74022号
[56] 贝扎迪纳萨布，M。；Foster，J.T.，《周动力学的半拉格朗日本构对应框架》，J.Mech。物理学。固体，137，第103862条pp.（2020）·Zbl 1441.70014号
[57] Mitts，C。；Naboulsi，S。；Przybyla，C。；Madenci，E.，单股陶瓷基复合材料裂纹偏转的轴对称周动力学分析，《工程分形》。机械。，235，第107074条pp.（2020）
[58] 罗森达尔，P.L。；德拉斯，M。；Felger，J。；Schneider，J.公司。；Becker，W.，多轴加载不可压缩超弹性弹性体的等效应变破坏准则，国际固体结构杂志。，166，32-46（2019）
[59] 罗森达尔，P.L。；斯塔特，Y。；Schneider，美联社。；Schneider，J.公司。；Becker，W.，《非线性弹性有限断裂力学：结构玻璃硅酮密封剂中混合模式裂纹形核建模》，马特。设计。，182，第108057条，第（2019）页
[60] 余，H。；Sun，Y.，《弥合局部和非局部数值方法之间的差距——基于非常规状态的周动力学的统一变分框架》，计算。方法应用。机械。工程，384，第113962条pp.（2021）·Zbl 1506.74042号
[61] 博伊德，S。；Vandenberghe，L.，《凸优化》（2004），剑桥大学出版社·Zbl 1058.90049号
[62] 孙永清。；Yu，H.T.，非均质饱和多孔介质的统一非局部流体输运模型，计算。方法应用。机械。工程，389，第114294条pp.（2022）·Zbl 1507.76209号
[63] Leveque，R.，《常微分方程和偏微分方程的有限差分方法——稳态和时间相关问题》（2007），SIAM。DBLP公司·Zbl 1127.65080号
[64] 基利克，B。；Madenci，E.，使用周动力理论进行准静态模拟的自适应动态松弛方法，Theor。申请。分形。机械。，53, 194-204 (2010)
[65] 罗，J。；A.拉马扎尼。；Sundararaghavan，V.，使用自适应动态松弛方法的周动力学模拟微观剪切带，国际固体结构杂志。，130-131, 36-48 (2018)
[66] Elmukashfi，E.，使用真实储能估算橡胶类材料撕裂能的实验方法，Sci。英国代表，116229（2021）
[67] Rivlin，R.S。；Thomas，A.G.，《橡胶断裂》。I.撕裂特征能，J.Polym。科学。，10, 291-318 (1953)
[68] 王，Z。；湘，C。；姚，X。；Le Floch，P。；门德斯，J。；索，Z.，高韧性和低滞后的可拉伸材料，Proc。国家。阿卡德。科学。美国，1165967-5972（2019）
[69] 雷诺索，J。；Paggi，M。；Linder，C.，大变形强化假设应变壳脆性断裂的相场建模：公式和有限元实现，计算。机械。，59, 981-1001 (2017) ·兹比尔1398.74394
[70] Sakulkaew，K。；托马斯·A·G。；Busfield，J.J.C.，应变率对橡胶撕裂的影响，Polym。测试。，30, 163-172 (2011)
[71] Bárány，T。；Ronkay，F。；Karger-kocsis，J。；Czigány，T.，《通过基本断裂功（EWF）方法评估物理老化聚酯的平面内和平面外断裂韧性》，《国际分形杂志》。，135, 251-265 (2005)
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