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基尔霍夫-洛夫壳体中的梯度增强损伤建模:应用于复合材料层压板的等几何分析。 (英语) Zbl 1440.74435号

总结:我们扩展了最近开发的复合材料层压板等几何分析框架,以在平滑的应变场中驱动材料损伤演化。这基于梯度增强连续损伤建模的思想,旨在限制损伤预测对离散网格选择的依赖性。由此产生的增强框架将复合壳体结构的每一层建模为基尔霍夫-洛夫薄壳。为了解释层合板的各向异性损伤模式,我们通过求解每个层合板上的椭圆偏微分方程(PDE)系统来平滑张量值应变。该应变平滑PDE系统的形式与坐标的选择无关,适用于一般流形壳体几何。数值例子说明了增强损伤模型的有效性、网格无关性以及对复杂工业几何形状的适用性。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74卢比 脆性损伤
65D07年 使用样条曲线进行数值计算
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74K25型 外壳
74E30型 复合材料和混合物性能
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Talreja,R.,《复合材料中的损伤发展:机制和建模》,J.应变分析。工程设计。,24, 4, 215-222 (1989)
[2] 巴齐列夫斯,Y。;Pigazzini,M.S。;埃里森,A。;Kim,H.,基于等几何分析和基尔霍夫-洛夫壳的复合材料层合板渐进损伤模拟的新多层方法。第一部分:分层和横向剪切的基本理论和建模,计算。机械。,62, 563-585 (2018) ·Zbl 1446.74163号
[3] Pigazzini,M.S。;巴齐列夫斯,Y。;埃里森,A。;Kim,H.,基于等几何分析和基尔霍夫-洛夫壳的复合材料层合板渐进损伤模拟的新多层方法。第二部分:影响建模、计算。机械。,62, 587-601 (2018) ·Zbl 1448.74067号
[4] Pigazzini,M.S。;巴齐列夫斯,Y。;埃里森,A。;Kim,H.,复合材料层压板渐进损伤模拟的等几何分析,J.Compos。材料。,52, 3471-3489 (2018) ·Zbl 1448.74067号
[5] Peerlings,R.H.J。;布雷克尔曼斯,W.A.M。;德博斯特,R。;Geers,M.G.D.,高周疲劳的梯度增强损伤建模,国际。J.数字。方法工程,49,12,1547-1569(2000)·Zbl 0995.74056号
[6] Peerlings,R.H.J。;德博斯特,R。;布雷克尔曼斯,W.A.M。;Geers,M.G.D.,局部和非局部连续断裂方法中的局部化问题,《欧洲力学杂志》。A固体,21,2,175-189(2002)·Zbl 1041.74006号
[7] 巴布什卡,I。;Oden,J.T.,《计算工程与科学中的验证与确认:基本概念》,《计算》。方法应用。机械。工程师,193,36-38,4057-4066(2004)·Zbl 1198.74126号
[8] Pijaudier-Cabot,G。;Bazant,Z.P.,非局部损伤理论,J.工程力学。,113, 1512-1533 (1987)
[9] Bazant,Z.P。;Pijaudier-Cabot,G.,《非局部连续损伤、局部化不稳定性和收敛》,J.Appl。机械。,55, 287-293 (1988) ·兹伯利0663.73075
[10] 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
[11] Ambati,M。;Gerasimov,T。;Lorenzis,L.D.,《脆性断裂的相场模型和新的快速混合公式的综述》,计算。机械。,55, 2, 383-405 (2015) ·Zbl 1398.74270号
[12] Peerling,R.H.J。;De Borst,R。;布莱克曼斯,W.A.M。;De Vree,J.H.P.,准脆性材料的梯度增强损伤,国际。J.数字。方法工程,39,19,3391-3403(1996)·Zbl 0882.73057号
[13] 德博斯特,R。;Verhoosel,C.V.,骨折的梯度损伤与相场方法:相似性和差异,计算。方法应用。机械。工程,31278-94(2016)·Zbl 1439.74347号
[14] Nguyen,A.D。;斯托菲尔,M。;Weichert,D.,在冲击波作用下粘塑性薄壳结构的梯度增强损伤方法,计算。方法应用。机械。工程,217-220,附录C,236-246(2012)·Zbl 1253.74056号
[15] 阿米里,F。;Millán,D。;沈毅。;Rabczuk,T。;Arroyo,M.,线性薄壳断裂的相场建模,Theor。申请。分形。机械。,69,补编C,102-109(2014),通过编辑委员会的科学专业知识介绍理论和应用断裂力学的新特点
[16] Kiendl,J。;Ambati,M。;德洛伦齐斯,L。;戈麦斯,H。;Real,A.,板壳脆性断裂的相场描述,计算。方法应用。机械。工程,312,附录C,374-394(2016),断裂的相场方法·Zbl 1439.74357号
[17] 阿瑞亚斯,P。;Rabczuk,T。;Msekh,M.,有限应变板壳的相场分析,包括单元细分,计算。方法应用。机械。工程,312,附录C,322-350(2016),断裂的相场方法·Zbl 1439.74341号
[18] Jirásek,M.,《损伤和断裂的非局部模型:方法比较》,国际固体结构杂志。,35, 31, 4133-4145 (1998) ·Zbl 0930.74054号
[19] 巴桑特,Z.P。;Jirásek,M.,《塑性和损伤的非局部积分公式:进展综述》,J.Eng.Mech。,128, 11, 1119-1149 (2002)
[20] 侯赛尼,S。;雷默斯,J.J.C。;de Borst,R.,《壳体单元中梯度损伤模型的合并》,计算。方法应用。机械。工程,98,391-398(2014)·Zbl 1352.74273号
[21] 休斯·T·J·R。;Cottrell,J.A。;Bazilevs,Y.,等几何分析:CAD、有限元、NURBS、精确几何和网格细化,Comput。方法应用。机械。工程,194,4135-4195(2005)·Zbl 1151.74419号
[22] Cottrell,J.A。;休斯·T·J·R。;Bazilevs,Y.,等几何分析。走向CAD和FEA的集成(2009),Wiley·Zbl 1378.65009号
[23] 皮格尔。;Tiller,W.,《NURBS图书(视觉传达专著)》(1997年),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约
[24] 塞德伯格,T。;郑洁。;贝克诺夫,A。;Nasri,A.,T样条和T-NURCCS,ACM Trans。图表。,22(3), 477-484 (2003)
[25] Kiendl,J。;英国布莱廷格。;林哈德,J。;Wüchner,R.,用基尔霍夫-洛夫元素进行等几何壳体分析,计算。方法应用。机械。工程,198,49,3902-3914(2009)·Zbl 1231.74422号
[26] 邓,X。;科罗本科,A。;严,J。;Bazilevs,Y.,无旋转复合材料壳体中连续损伤的等几何分析,计算机。方法应用。机械。工程,284,349-372(2015)·Zbl 1423.74569号
[27] Marsden,J.E。;Hughes,T.J.R.,(弹性数学基础。弹性数学基础,多佛土木和机械工程系列(1994),多佛)
[28] 比肖夫,M。;Bletzinger,K。;墙,W。;Ramm,E.,《薄壁结构的模型和有限元》,《计算百科全书》。机械。,2, 59-137 (2004)
[29] Roohbakhshan,F。;Sauer,R.A.,基于分析厚度积分的薄层复合材料的等几何非线性壳单元,J.Micromech。摩尔物理学。,0103n041640010(2016)
[30] 侯赛尼,S。;雷默斯,J.J.C。;Verhoosel,C.V。;de Borst,R.,非线性分析的等几何类固体壳单元,国际。J.数字。方法工程,95,238-256(2013)·Zbl 1352.74362号
[31] 侯赛尼,S。;雷默斯,J.J.C。;Verhoosel,C.V。;de Borst,R.,非线性分析的等几何连续体壳元,计算。方法应用。机械。工程,271,1-22(2014)·Zbl 1296.74057号
[32] 侯赛尼,S。;雷默斯,J。;Verhoosel,C。;de Borst,R.,具有等几何连续壳单元的复合材料中分层的传播,国际。J.数字。方法工程,102,159-179(2015)·Zbl 1352.74174号
[33] Borden,M.J。;Verhoosel,C.V。;斯科特,医学硕士。;休斯·T·J·R。;Landis,C.M.,动态脆性断裂的相场描述,计算机。方法应用。机械。工程,217-220,77-95(2012)·Zbl 1253.74089号
[34] 罗杰斯,M.E。;Ham,D.A。;科特,C.J。;McRae,A.T.T.,《自动化FEniCS 1.2,Geosci中球体和其他歧管上PDE的解决方案》。模型开发,6,6,2099-2119(2013)
[35] P.Hansbo,M.G.Larson,K.Larsson,曲面向量Laplacian的有限元方法分析,ArXiv电子版,2016年。;P.Hansbo,M.G.Larson,K.Larsson,曲面上矢量Laplacian的有限元方法分析,ArXiv电子版,2016年。
[36] T.Jankuhn,M.A.Olshanskii,A.Reusken,《嵌入表面上的不可压缩流体问题:建模和变分公式》,ArXiv电子版,2017年。;T.Jankuhn,M.A.Olshanskii,A.Reusken,《嵌入表面上的不可压缩流体问题:建模和变分公式》,ArXiv电子版,2017年。
[37] 布法,A。;桑加利,G。;Vázquez,R.,《电磁学中的等几何分析:B样条逼近》,计算。方法应用。机械。工程,199,17,1143-1152(2010)·Zbl 1227.78026号
[38] 布法,A。;Rivas,J。;桑加利,G。;Vázquez,R.,三维等几何离散微分形式,SIAM J.Numer。分析。,49, 2, 818-844 (2011) ·Zbl 1225.65100号
[39] Evans,J.A.,粘性不可压缩流的无散度B样条离散化(2011),德克萨斯大学奥斯汀分校:德克萨斯大学奥斯丁分校,美国德克萨斯州奥斯汀分校,(博士论文)
[40] Kiendl,J。;徐,M.-C。;吴,M。;Real,A.,《一般超弹性材料的等几何基尔霍夫-洛夫壳公式》,计算。方法应用。机械。工程,291,280-303(2015)·Zbl 1423.74177号
[41] 拉普奇克,I。;Hurtado,J.A.,纤维增强材料的渐进损伤建模,复合材料A,38,2333-2341(2007)
[42] Turon,A。;Dávila,C。;卡曼霍,P。;Costa,J.,《使用内聚带模型模拟泡沫形成过程中网格尺寸效应的工程解决方案》,《工程分形》。机械。,74, 1665-1682 (2007)
[43] 戈麦斯,H。;休斯·T·J·R。;Nogueira,X。;Calo,V.M.,等温Navier-Stokes-Korteweg方程的等几何分析,计算。方法应用。机械。工程,199,25,1828-1840(2010)·Zbl 1231.76191号
[44] 钟,J。;Hulbert,G.M.,《改进数值耗散的结构动力学时间积分算法:广义-(α)法》,J.Appl。机械。,60, 371-375 (1993) ·Zbl 0775.73337号
[45] Kiendl,J。;巴齐列夫斯,Y。;徐,M.-C。;Wüchner,R。;Bletzinger,K.-U.,《基尔霍夫-洛夫壳体结构等几何分析的弯曲条带法》,计算。方法应用。机械。工程,1992403-2416(2010)·Zbl 1231.74482号
[46] R.McNeel。Associates,Rhinoceros 5用户指南。美国华盛顿州西雅图,2014年。;R.McNeel。Associates,Rhinoceros 5用户指南。西雅图,华盛顿州,美国,2014年。
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