×

一种有效的多裂纹弹性介质均匀化方法。 (英语) Zbl 1423.74792号

总结:提出了一种计算三维弹性介质中多个相互作用裂纹有效刚度张量的有效数值方法。将具有有限数量裂纹的介质的代表性体积元嵌入背景均匀介质中。通过将RVE置于有效的外部应力场中,可以解释RVE外部是否存在裂纹。该场与裂纹介质的外应力场不一致,为了构造该场,提出了一种自洽有效场方法。该问题简化为RVE内裂纹张开矢量的二维积分方程组。这些方程的离散化是通过以均匀分布在裂纹表面的一组节点为中心的高斯近似函数来实现的。对于此类函数,离散化问题矩阵的构造简化为五个标准一维积分的计算,这些积分可以制成表格。因此,不需要进行数值积分,矩阵元素计算速度很快。本文考虑了各向同性弹性介质中平面裂纹的各种排列方式。将结果与文献中的数值解和实验数据进行了比较。

MSC公司:

2005年第74季度 固体力学平衡问题中的均匀化
74S30型 固体力学中的其他数值方法(MSC2010)
45E05型 具有Cauchy型核的积分方程
65兰特 积分方程的数值方法
74兰特 脆性断裂
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 巴布什卡,I。;安德森,B。;史密斯,P.J。;莱文,K.,纤维复合材料的损伤分析-第一部分纤维尺度的统计分析,应用力学和工程中的计算机方法,172,27-77,(1999)·Zbl 0956.74048号
[2] Bristow,J.,Microcracks和退火的重冷加工金属的静态和动态弹性常数,英国应用物理杂志,11,81-85,(1960)
[3] 布迪安斯基,B。;O'Connell,R.,裂纹固体的弹性模量,国际固体与结构杂志,12,81-97,(1976)·Zbl 0318.73065号
[4] Eskin,G.,椭圆拟微分方程的边值问题,(1981),美国数学学会,纽约,232·Zbl 0458.35002号
[5] 格雷奇卡,V。;Kachanov,M.,《具有紧密间隔和交叉裂缝的岩石的有效弹性》,地球物理学,71,2,D85-D91,(2006)
[6] 格雷奇卡,V。;Kachanov,M.,《断裂岩石的有效弹性:进展中工作的快照》,《地球物理学》,71,6,W45-W58,(2006)
[7] Gusev,A.,《弹性复合材料的代表性体积元尺寸:数值研究》,固体力学和物理杂志,451449-1459,(1999)·Zbl 0977.74512号
[8] Kachanov,M.,裂纹固体的有效弹性特性,应用力学评论,45,8,305-336,(1992)
[9] Kachanov,M.,《含多裂纹的弹性固体及其相关问题》,应用力学进展,(1994年),学术出版社,第256-426页
[10] Kanaun,S.,《均匀弹性介质中的泊松裂纹集》,应用数学与力学(PMM),44/61129-1139,(1980)·Zbl 0483.73084号
[11] Kanaun,S.,含裂纹三维各向异性介质的弹性问题,应用数学与力学(PMM),45361-370,(1981)·Zbl 0489.73106号
[12] Kanaun,S.,《关于基体复合材料的有效弹性特性:将有效场方法与多重非均匀胞元的数值解相结合》,《国际工程科学杂志》,48,2,160-173,(2010)·Zbl 1213.74255号
[13] Kanaun,S.,《规则或随机微观结构基体复合材料中的静电场和恒温场计算》,《国际工程科学杂志》,49/1,41-60,(2011)
[14] Kanaun,S。;Levin,V.,复合材料的自洽方法I,静态问题,(2008),Springer Dordrecht·Zbl 1142.74003号
[15] Kanaun,S。;Levin,V.,三维各向异性弹性介质中任意定向的椭圆裂纹,国际工程科学杂志,47777-792,(2009)·Zbl 1213.74048号
[16] Kanaun S.,Levin V.2013年。非均匀介质理论中的有效场方法,in:I.Sevostianov,M.Kachanov(Eds.),非均匀材料的有效性质,固体力学及其应用,193199-282。
[17] 卡农,S。;Markov,A.,《包含任意形状多个相互作用裂纹的三维弹性材料中的应力场:有效计算》,《国际工程科学杂志》,75,118-134,(2014)·Zbl 1423.74361号
[18] Kanaun,S。;马尔科夫,A。;Babaii,S.,《求解含裂纹三维体弹性第二边界问题的有效数值方法》,《国际断裂杂志》,183,2,169-186,(2013)
[19] Kanaun,S。;Pervago,E.,将自持和数值方法结合起来计算具有周期性和随机微观结构的三维矩阵复合材料的弹性场和有效性能,《国际工程科学杂志》,49/5,420-442,(2011)·Zbl 1231.74020号
[20] Kunin,I.,微观结构弹性介质理论II,(1983),施普林格-柏林-海德堡-波士顿·Zbl 0536.73003号
[21] Kushch,V.,复合材料微观力学中的多极展开法,(Kachanov,M.;Sevostianov,I.,异质材料的有效特性,(2013),施普林格-多德雷赫特-海德堡纽约-伦敦),97-198
[22] 库什,V。;Sangani,A.,包含对齐便士形裂纹的固体的应力强度因子和有效刚度,国际固体与结构杂志,37,44,6555-6570,(2000)·Zbl 0985.74022号
[23] Levin,V.,《关于复合材料弹性和热弹性常数的测定》,《苏联科学院院刊》,固体力学,188-93,(1976)
[24] Mavko,G。;Mukerji,T。;Dvorkin,J.,《岩石物理手册:多孔介质地震分析工具》,(2009),剑桥大学出版社
[25] Maz'ya,V。;Schmidt,G.,近似近似,数学调查和专著,第141卷,(2007),美国数学学会普罗维登斯·Zbl 1120.41013号
[26] 出版社,W。;弗兰纳里,B。;Teukolsky,S。;Wetterling,W.,《FORTRAN中的数字配方:科学计算的艺术》,(1992),剑桥大学出版社·Zbl 0778.65002号
[27] Rathore,J。;Fjaer,E。;霍尔特,R。;Renlie,L.,具有受控裂纹几何形状的合成砂岩的P波和S波各向异性,地球物理勘探,43,711-728,(1995)
[28] Saenger,E。;克鲁格,O。;Shapiro,S.,随机断裂土壤的有效弹性特性:三维数值实验,地球物理勘探,52,183-195,(2004)
[29] Saenger,E。;克鲁格,O。;Shapiro,S.,《断裂岩石的有效弹性特性:动态与静态考虑》,《国际断裂杂志》,139569-576,(2006)·Zbl 1342.74112号
[30] Segurado,J。;Llorca,J.,《球形增强复合材料弹性性能的数值近似》,《固体力学与物理杂志》,502107-2121,(2002)·Zbl 1151.74335号
[31] Sevostianov,I。;卡沙诺夫,M.,有效性质问题中的非相互作用近似,(卡沙诺夫·M.;埃沃斯蒂亚诺夫,I.,异质材料的有效性质,(2013),施普林格·多德雷赫特·海德堡纽约伦敦),1-96
[32] 特米泽,I。;Wu,T。;Wriggers,P.,《关于计算均匀化中窗口方法的最佳性》,《国际工程科学杂志》,64,66-73,(2013)·Zbl 1423.74795号
[33] Walsh,J.,《裂纹对岩石压缩性的影响》,《地球物理研究杂志》,70,2,381-389,(1965)·Zbl 0136.22104号
[34] Walsh,J.,裂缝对岩石单轴压缩的影响,《地球物理研究杂志》,70,2,399-4111,(1965)·Zbl 0136.22201号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。