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Reissner-Mindlin板和壳脆性断裂的相场模型。 (英语) Zbl 1506.74357号

摘要:本文提出了一个相场模型来描述Reissner-Mindlin板壳配方中的脆性断裂。在结构的中表面上描述了壳体运动学以及相场变量。非均匀有理B样条基函数用于离散位移/旋转和相场。拉压分裂的谱分解应用于总应变张量,其随厚度变化。因此,平面应力条件必须在数值上强制执行。为了验证该方法的准确性和有效性,给出了各种数值例子,并与现有公式进行了详细的比较。

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74兰特 脆性断裂
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参考文献:

[1] 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,计算。方法应用。机械。工程,194,4135-4195(2005)·Zbl 1151.74419号
[2] 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,1983902-3914(2009)·Zbl 1231.74422号
[3] 本森·D·J。;Bazilevs,Y。;徐,M.-C。;Hughes,T.J.R.,《大变形、无旋转、等几何壳体》,计算。方法应用。机械。工程,200,1367-1378(2011)·Zbl 1228.74077号
[4] Nguyen-Thanh,N。;Kiendl,J。;Nguyen-Xuan,H。;Wüchner,R。;英国布莱廷格。;Bazilevs,Y。;Rabczuk,T.,使用PHT样条的无旋转等几何薄壳分析,计算。方法应用。机械。工程,200,3410-3424(2011)·Zbl 1230.74230号
[5] Duong,T.X。;Roohbakhshan,F。;Sauer,R.A.,一种新的无旋转等几何薄壳公式和相应的面片边界连续性约束,计算。方法应用。机械。工程,316,43-83(2017)·兹比尔1439.74409
[6] 嗯,T.-K。;Youn,S.-K.,壳体结构分析的T样条有限元法,国际。J.数字。方法工程,80,507-536(2009)·Zbl 1176.74198号
[7] 本森·D·J。;巴齐列夫斯,Y。;徐,M.-C。;Hughes,T.J.R.,等几何壳体分析:Reissner-Mindlin壳体,计算。方法应用。机械。工程师,199276-289(2010)·Zbl 1227.74107号
[8] Dornisch,W。;克林克尔,S。;Simeon,B.,《使用精确计算的导向向量进行等几何Reissner-Mindlin壳分析》,计算。方法应用。机械。工程,253491-504(2013)·Zbl 1297.74070号
[9] Dornisch,W。;米勒,R。;Klinkel,S.,等几何Reissner-Mindlin壳元的一种有效且稳健的旋转公式,计算。方法应用。机械。工程,303,1-34(2016)·Zbl 1425.74459号
[10] Kiendl,J。;马里诺,E。;De Lorenzis,L.,Reissner-Mindlin壳问题的等几何配置,计算。方法应用。机械。工程,325645-665(2017)·Zbl 1439.74433号
[11] 侯赛尼,S。;雷默斯,J.J.C。;Verhoosel,C.V。;de Borst,R.,用于非线性分析的等几何类固体壳元,国际。J.数字。方法工程,95,238-256(2013)·Zbl 1352.74362号
[12] Bouclier,R。;Elguedj,T。;Combescure,A.,《基于NURBS的高效等几何实体壳单元:混合公式和B̄-方法》,计算。方法应用。机械。工程,26786-110(2013)·Zbl 1286.74096号
[13] 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
[14] Caseiro,J.F。;瓦伦特,R.A.F。;Reali,A。;Kiendl,J。;Auricchio,F。;Alves de Sousa,R.J.,用于分析大变形弹塑性薄壳结构的基于NURBS的假定自然应变实体壳单元,计算。方法应用。机械。工程,284861-880(2015)·Zbl 1423.74167号
[15] Bouclier,R。;Elguedj,T。;Combescure,A.,用于几何非线性分析的基于等几何无锁NURBS的实体壳单元,国际。J.数字。方法工程师,101774-808(2015)·Zbl 1352.74330号
[16] 本森·D·J。;哈特曼,S。;巴齐列夫斯,Y。;徐,M.-C。;Hughes,T.J.R.,混合等几何壳,计算。方法应用。机械。工程,255133-146(2013)·Zbl 1297.74114号
[17] 埃希特,R。;Oestere,B。;Bischoff,M.,等几何壳体有限元的层次族,计算。方法应用。机械。工程,254170-180(2013)·Zbl 1297.74071号
[18] Oestere,B。;Ramm,E。;Bischoff,M.,《剪切变形、无旋转等几何壳体公式》,计算。方法应用。机械。工程,307,235-255(2016)·Zbl 1436.74040号
[19] 小林,H。;Onoue,H.,Liberty ShipsTech的脆性断裂。Rep.100(1943),故障知识数据库
[20] Cirak,F。;奥尔蒂斯,M。;Pandolfi,A.,薄壁断裂和碎裂的内聚方法,计算机。方法应用。机械。工程,1942604-2618(2005)·Zbl 1082.74052号
[21] Zavattieri,P.,《使用壳体元件的内聚模型模拟薄壁结构中的裂纹扩展》,J.Appl。机械。,73, 948-958 (2006) ·Zbl 1111.74738号
[22] Rabczuk,T。;Areias,P.,基于外在基础的任意演化裂纹的无网格薄壳,(计算模型工程科学,第16卷(2008)),115-130
[23] 贝克尔,G。;Geuzaine,C。;Noels,L.,应用于断裂力学的Kirchhoff-Love壳的单场全不连续Galerkin方法,计算。方法应用。机械。工程,200,3223-3241(2011)·Zbl 1230.74168号
[24] 迪米特里,R。;德洛伦齐斯,L。;Wriggers,P。;Zavarise,G.,基于NURBS和T样条曲线的界面脱粘等几何内聚区建模,计算。机械。,54, 369-388 (2014) ·Zbl 1398.74323号
[25] 阿雷亚斯,P.M.A。;宋,J.H。;Belytschko,T.,用重叠配对元素分析薄壳的断裂,计算。方法应用。机械。工程,195,5343-5360(2006)·Zbl 1120.74048号
[26] 宋,J.-H。;Belytschko,T.,冲击载荷作用下壳体的动态断裂,J.应用。机械。,76, 5 (2009)
[27] 阿雷亚斯,P.M.A。;Belytschko,T.,薄板和薄壳有限应变各向异性弹塑性断裂分析,J.Aerosp。工程,19,259-270(2006)
[28] 阿雷亚斯,P.M.A。;Belytschko,T.,使用XFEM对具有任意演变裂纹的壳体进行非线性分析,国际。J.数字。方法工程,62,384-415(2005)·Zbl 1080.74043号
[29] 拉尔森,R。;Mediavilla,J.公司。;Fagerström,m.,基于XFEM的壳体结构动态断裂建模,国际。J.数字。方法工程,86,499-527(2011)·Zbl 1216.74025号
[30] Mostofizadeh,S。;Fagerström,m。;Larsson,R.,弹塑性薄壁结构中的动态裂纹扩展:建模与验证,国际。J.数字。方法工程,96,63-86(2013)·Zbl 1352.74295号
[31] Dolbow,J。;莫尔斯,N。;Belytschko,T.,用扩展有限元法模拟Mindlin-Reissner板的断裂,国际固体结构杂志。,37, 7161-7183 (2000) ·Zbl 0993.74061号
[32] Nguyen-Thanh,N。;北卡罗来纳州瓦利扎德。;Nguyen,M.N。;Nguyen-Xuan,H。;庄,X。;阿瑞亚斯,P。;Zi,G。;Bazilevs,Y。;德洛伦齐斯,L。;Rabczuk,T.,基于基尔霍夫-洛夫理论的扩展等几何薄壳分析,计算。方法应用。机械。工程,284,265-291(2015)·Zbl 1423.74811号
[33] 本森·D·J。;Bazilevs,Y。;De Luycker,E。;徐,M.-C。;斯科特,M。;休斯·T·J·R。;Belytschko,T.,《任意基函数的广义有限元公式:从等几何分析到XFEM》,国际。J.数字。方法工程,83,765-785(2010)·Zbl 1197.74177号
[34] Chau-Dinh,T。;Zi,G。;李,P.-S。;Rabczuk,T。;Song,J.-H.,任意裂纹壳模型的虚节点法,计算。结构。,92-93, 242-256 (2012)
[35] Lua,J。;张,T。;方,E。;Song,J.-H.,铝结构裂纹分支和冲击损伤预测的显式虚拟成对壳元方法,国际冲击工程杂志,87,28-43(2016)
[36] 艾哈迈德。;范德米尔,F.P。;Sluys,L.J.,薄壳结构的几何非线性不连续类固体壳单元(DSLS),计算。方法应用。机械。工程师,201-204191-207(2012)·Zbl 1239.74049号
[37] 布达拉普,P。;雷诺索,J。;Paggi,M.,基于并行耦合实体壳的自适应多尺度断裂方法,计算。方法应用。机械。工程,319338-365(2017)·兹比尔1439.74345
[38] 科卡曼,E。;陈,B。;Pinho,S.,复合结构多级建模的浮动连接件单元公式,Compos。结构。,251,第112532条,第(2020)页
[39] 阿瑞亚斯,P。;Garçáo,J。;皮雷,E.B。;Barbosa,J.I.,有限应变和断裂的精确共线性壳,计算。机械。,48, 385-406 (2011) ·Zbl 1360.74133号
[40] Woelke,P.B。;Abboud,N.N.,《大型壳体结构断裂建模》,J.Mech。物理学。固体,602044-2063(2012)
[41] Ren,B。;Li,S.,板壳中大规模延性断裂的建模与模拟,国际固体结构杂志。,49, 2373-2393 (2012)
[42] Caleyron,F。;Combescure,A。;Faucher,V。;Potapov,S.,光滑粒子流体动力学壳损伤-断裂过渡的动态模拟,国际。J.数字。方法工程,90,707-738(2012)·Zbl 1242.74204号
[43] 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》,国际。J.数字。方法工程,98,391-398(2014)·Zbl 1352.74273号
[44] 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,217-220,236-246(2012)·Zbl 1253.74056号
[45] Pigazzini,M.S。;卡门斯基,D。;van Iersel,D.A.P。;医学博士Alaydin。;雷默斯,J.J.C。;Bazilevs,Y.,《基尔霍夫-洛夫壳体中的梯度增强损伤建模:复合材料层压板等几何分析的应用》,计算。方法应用。机械。工程,346152-179(2019)·Zbl 1440.74435号
[46] 布尔丁,B。;Francfort,G.A。;Marigo,J.-J.,重温脆性断裂的数值实验,J.Mech。物理学。固体,48/797-826(2000)·兹比尔0995.74057
[47] 布尔丁,B。;Francfort,G.A。;Marigo,J.-J.,《断裂的变化方法》,J.Elasticity,91,5-148(2008)·Zbl 1176.74018号
[48] Ambati,M。;Gerasimov,T。;De Lorenzis,L.,脆性断裂相场模型综述和一种新的快速混合公式,Comput。机械。,55, 383-405 (2015) ·Zbl 1398.74270号
[49] 阿莱西·R。;Ambati,M。;Gerasimov,T。;维多利,S。;De Lorenzis,L.,《断裂与塑性耦合的相场模型比较》,(Oñate,E.;Peric,D.;De Souza Neto,E.;Chiumenti,M.,《计算塑性的进展:D.Roger J.Owen的荣誉书》(2018),斯普林格国际出版公司),1-21·Zbl 1493.74006号
[50] Griffith,A.A。;Taylor,G.I.,VI.固体中的破裂和流动现象,Phil.Trans。R.Soc.A,221163-198(1921)·Zbl 1454.74137号
[51] Francfort,G.A。;Marigo,J.-J.,《将脆性断裂重新视为能量最小化问题》,J.Mech。物理学。固体,46,1319-1342(1998)·Zbl 0966.74060号
[52] Ulmer,H。;霍法克,M。;Miehe,C.,板壳断裂的相场建模,PAMM,12171-172(2012)
[53] Kiendl,J。;Ambati,M。;Lorenzis,L.D。;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,312374-394(2016)·Zbl 1439.74357号
[54] 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, 102-109 (2014)
[55] Ambati,M。;De Lorenzis,L.,用基于NURBS的等几何实体壳单元对壳体中的脆性和韧性断裂进行相场模拟,计算。方法应用。机械。工程,312351-373(2016)·Zbl 1439.74338号
[56] 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) ·Zbl 1398.74394号
[57] 阿瑞亚斯,P。;Rabczuk,T。;Msekh,M.A.,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,312322-350(2016)·Zbl 1439.74341号
[58] Raghu,P。;拉贾戈帕尔,A。;Reddy,J.N.,用混合相场模型模拟厚板脆性断裂的热力学一致变分方法,J.Appl。机械。,87,第021002条pp.(2019)
[59] Kikis,G。;Dornisch,W。;Klinkel,S.,等几何Reissner-Mindlin壳分析中处理横向剪切锁定的调整近似空间,计算。方法应用。机械。工程,354,850-870(2019)·Zbl 1441.74114号
[60] Bourdin,B.,准静态脆性断裂变分公式的数值实现,界面自由边界。,9, 411-430 (2007) ·Zbl 1130.74040号
[61] Miehe,C。;霍法克,M。;Welschinger,F.,速率相关裂纹扩展的相场模型:基于算子分裂的稳健算法实现,计算。方法应用。机械。工程,1992765-2778(2010)·Zbl 1231.74022号
[62] 阿莫尔,H。;马里戈,J.-J。;Maurini,C.,单边接触变分脆性断裂的正则化公式:数值实验,J.Mech。物理学。固体,571209-1229(2009)·Zbl 1426.74257号
[63] Miehe,C。;Welschinger,F。;Hofacker,M.,《断裂的热力学一致相场模型:变分原理和多场有限元实现》,国际。J.数字。方法工程,83,1273-1311(2010)·Zbl 1202.74014号
[64] Gerasimov,T。;De Lorenzis,L.,《脆性断裂相场计算的线搜索辅助整体法》,计算。方法应用。机械。工程,312276-303(2016)·Zbl 1439.74349号
[65] 雷诺索,J。;Paggi,M。;Rolfes,R.,功能梯度热障涂层中分层和起皱之间相互作用的计算框架,计算。马特。科学。,116,82-95(2016),EUROMECH学术讨论会577“金属陶瓷复合材料的微观力学”文章
[66] 克林克尔,S。;Govindjee,S.,在梁和壳单元中使用有限应变三维材料模型,工程计算。,19, 902-921 (2002) ·Zbl 1018.74529号
[67] Ambati,M。;Kiendl,J。;De Lorenzis,L.,弹塑性等几何基尔霍夫-洛夫壳公式,计算。方法应用。机械。工程,340,320-339(2018)·Zbl 1440.74076号
[68] 皮格尔。;蒂勒,W.(《NURBS书》,《NURBS书》,视觉通信专著(1997年),施普林格出版社:施普林格柏林出版社)·Zbl 0868.68106号
[69] 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:Wiley Chichester·Zbl 1378.65009号
[70] Keesecker,A.L。;达维拉,C.G。;约翰逊,E.R。;Starnes,J.H.,受压壳体中撕裂带处的裂纹路径分岔,计算。结构。,81, 1633-1642 (2003)
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