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含内聚裂纹的浅弹性壳的能量形状导数和极小值规则性。 (英语) Zbl 1492.74133号

小结:本文基于基尔霍夫-洛夫壳理论,对具有光滑垂直贯穿裂纹的薄扁线弹性壳模型进行了分析,并考虑了裂纹面之间的内聚力。我们遵循Barenblatt理论背后的基本思想,假设内聚力所消耗的总能量密度是纵向和横向贡献的总和,通常每个贡献都是非凸的。为了消除裂纹面的非物理穿透,施加了一个不等式约束,该约束涉及纵向位移的法向分量和裂纹面的横向挠度的法向导数。我们首先证明了总能量极小值的存在性,并详细研究了它们的欧拉-拉格朗日系统。然后,我们通过发展一种全变分技术,导出总能量最小值的左右欧拉形状导数。最后,我们将所开发的技术与差商自变量相结合,以在Besov和Sobolev空间中获得极小化子的更高可微性结果。

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74兰特 脆性断裂
74G65型 固体力学平衡问题中的能量最小化
74年第35季度 PDE与可变形固体力学
49J40型 变分不等式
35B65毫米 偏微分方程解的光滑性和正则性
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Barenblatt,G.I.,《脆性断裂期间平衡裂纹的形成》。一般想法和假设。轴对称裂纹,J.Appl。数学。机械。,23, 622-636 (1959) ·Zbl 0095.39202号
[2] Barenblatt,G.I.,《脆性断裂中平衡裂纹的数学理论》,高级应用。机械。,7, 55-129 (1962)
[3] Leonov,M.Ya。;Panasyuk,V.V.,固体细裂纹的扩展,Prikl。墨西哥。,5,391-401(1959),[俄语]
[4] Dugdale,D.S.,《含阴蒂钢板的屈服》,J.Mech。物理学。固体,8100-104(1960)
[5] 布尔丁,B。;Francfort,G.A。;Marigo,J.-J.,《断裂的变分方法》,J.Elasticity,91,5-148(2008)·Zbl 1176.74018号
[6] 米尔克,A。;Roubíček,T.,《独立于费率的系统:理论与应用》。《应用数学科学》第193卷(2015年),施普林格出版社:纽约施普林格·Zbl 1339.35006号
[7] Almi,S.,能量释放率和断裂模型中通过消失粘度的准静态演化,取决于裂纹开口,ESAIM Control Optim。计算变量,23,791-826(2017)·兹比尔1373.49011
[8] Cagnetti,F.,具有规定裂纹路径的内聚区模型中裂纹扩展的消失粘度方法,数学。模型方法应用。科学。,18, 1027-1071 (2008) ·Zbl 1154.49005号
[9] 卡内蒂,F。;Toader,R.,具有不同加载和卸载响应的粘性区模型的准静态裂纹演化:Young测量方法,ESAIM Control Optim。计算变量,17,1-27(2011)·Zbl 1210.49046号
[10] 克里斯马勒,V。;拉扎罗尼,G。;Orlando,G.,《不可逆内聚断裂:疲劳模型的准静态演化》,数学。模型方法应用。科学。,28, 1371-1412 (2018) ·Zbl 1391.74035号
[11] Dal Maso,G。;Zanini,C.,具有规定裂纹路径的内聚区模型的准静态裂纹扩展,Proc。R.Soc.爱丁堡教派。A、 137253-279(2007)·Zbl 1116.74004号
[12] 内格里,M。;Scala,R.,局部能量最小化器对具有粘性界面的弹性材料产生的准静态演化,非线性分析。RWA,38,271-305(2017)·Zbl 1462.74141号
[13] Larsen,C.J。;Slastikov,V.,《动态内聚断裂:模型与分析》,《数学》。模型方法应用。科学。,24, 1857-1875 (2014) ·Zbl 1291.74169号
[14] Negri,M。;Scala,R.,动态粘弹性粘结界面模型解的存在性、能量恒等式和更高的时间正则性,SIAM J.Math。分析。,53, 5682-5730 (2021) ·Zbl 1475.35117号
[15] 托马斯,M。;Zanini,C.,粘弹性中的粘性区域型分层,离散Contin。动态。系统。序列号。S、 101487-1517(2017)·Zbl 1366.35190号
[16] 弗雷迪,L。;帕罗尼,R。;Zanini,C.,线弹性板裂纹演化问题的降维,渐近线。分析。,70, 101-123 (2010) ·Zbl 1219.35306号
[17] Khludnev,A.M。;Kovtuneko,V.A.,《固体中裂纹的分析》(2000),WIT出版社:WIT出版社波士顿
[18] 弗雷迪,L。;帕罗尼,R。;罗比切克,T。;Zanini,C.,kirchhoff love板的准静态分层模型,Z.Angew。数学。机械。,91, 845-865 (2011) ·Zbl 1280.74032号
[19] Khludnev,A.M.,带裂纹板平衡问题中光滑域的方法,西伯利亚数学。J.,43,1124-1134(2002)·Zbl 1075.74571号
[20] Kovtuneko,V.A.,内边界约束问题的迭代惩罚方法,西伯利亚数学。J.,37,508-512(1996)·Zbl 0878.73077号
[21] Rudoy,E.M.,带截域中四阶混合边值问题的能量泛函渐近,西伯利亚数学。J.,50,341-354(2009)·Zbl 1224.35099号
[22] Khludnev,A.M.,弹性板中带有分层的薄刚性夹杂物,Eur.J.Mech。A/固体,32,69-75(2012)·Zbl 1278.74096号
[23] 拉扎列夫,N.P。;Rudoy,E.M.,《加强外边缘弹性板的刚性薄加劲肋的最佳尺寸》,Z.Angew。数学。机械。,97, 1120-1127 (2017)
[24] 拉扎列夫,N.P。;Itou,H.,含裂纹非均匀Kirchhoff love板平衡问题中刚性夹杂物的最佳位置,数学。机械。固体,24,3743-3752(2019)·Zbl 07273390号
[25] Shcherbakov,V.,含裂纹弹性板中刚性夹杂物的形状优化,Z.Angew。数学。物理。,67,第71条pp.(2016)·Zbl 1436.74024号
[26] Griffith,A.A.,《固体破裂和流动现象》,Phil.Trans。R.Soc.伦敦。序列号。A.,221163-198(1921)·Zbl 1454.74137号
[27] Kovtuneko,V.A.,非穿透曲线裂纹形状敏感性分析的主要对偶方法,IMA J.Appl。数学。,71, 635-657 (2006) ·Zbl 1112.74047号
[28] Kovteneko,V.A。;Kunisch,K.,基于水平集和速度的裂纹摄动问题,Z.Angew。数学。机械。,87, 809-830 (2007) ·Zbl 1353.74064号
[29] Kovtunenko,弗吉尼亚州。;Ohtsuka,K.,拉格朗日函数的形状可微性及其在Stokes问题中的应用,SIAM J.控制优化。,56, 3668-3684 (2018) ·Zbl 1401.49011号
[30] 索科洛夫斯基,J。;Zolesio,J.-P.,《形状优化导论》。形状敏感性分析(1992),施普林格出版社:施普林格出版社,柏林·Zbl 0761.73003号
[31] 膝盖,D。;Mielke,A.,有限应变弹性中裂纹的能量释放率,数学。方法应用。科学。,31, 501-528 (2008) ·Zbl 1132.74038号
[32] 膝盖,D。;扎尼尼,C。;Mielke,A.,《多凸面材料中的裂纹扩展》,《物理学D》,2391470-1484(2010)·兹比尔1201.49013
[33] Almi,S.,《达西定律驱动的准静态水力裂纹扩展》,高级计算变量,11,161-191(2018)·Zbl 1387.49061号
[34] 膝盖,D。;米尔克,A。;Zanini,C.,关于裂纹扩展模型的无粘极限,数学。模型方法应用。科学。,18, 1529-1569 (2008) ·Zbl 1151.49014号
[35] 鲁多伊,E。;Shcherbakov,V.,含刚性夹杂和界面裂纹弹性板的能量一阶形状导数,应用。数学。最佳。,84, 2775-2802 (2021) ·Zbl 1479.35456号
[36] Khludnev,A.M。;Sokolowski,J.,《含裂纹区域中单边条件弹性系统的Griffith公式》,《欧洲力学杂志》。A/固体,19,105-119(2000)·Zbl 0966.74061号
[37] Knees,D.,幂律硬化材料裂纹的Griffith-formula和J-积分,数学。模型方法应用。科学。,16, 1723-1749 (2006) ·Zbl 1121.74053号
[38] 拉扎列夫,N.P。;Rudoy,E.M.,非穿透条件下含裂纹timoshenko板的形状敏感性分析,Z.Angew。数学。机械。,94, 730-739 (2014) ·Zbl 1298.74081号
[39] Savaré,G.,混合二阶椭圆问题的正则性和扰动结果,Comm.偏微分方程,22869-899(1997)·兹比尔0881.35020
[40] 膝盖,D。;Schröder,A.,含裂纹、接触和其他非光滑约束的弹性模型的全局空间规则性,数学。方法应用。科学。,35, 1859-1884 (2012) ·Zbl 1255.35068号
[41] 膝盖,D。;Schröder,A.,准静态裂纹扩展的计算方面,离散Contin。动态。系统。序列号。S、 6、63-99(2013)·Zbl 1263.74042号
[42] Frehse,J。;Kassmann,M.,混合边界条件下的四阶非线性偏微分方程,数学。Z.,254,33-54(2006)·Zbl 1220.35071号
[43] Kassmann,M。;Madych,W.,《差商和二阶椭圆混合边界问题》,印第安纳大学数学系。J.,561047-1082(2007)·Zbl 1213.35201号
[44] 卡法雷利,L。;卡内蒂,F。;Figalli,A.,粘性区域模型中最小化器自由边界的最佳规则和结构,Arch。定额。机械。分析。,237, 299-345 (2020) ·Zbl 1442.49005号
[45] Khludnev,A.M。;Kozlov,V.A.,具有不等式型边界条件的泊松方程裂纹尖端附近解的渐近性,Z.Angew。数学。物理。,59, 264-280 (2008) ·Zbl 1138.74043号
[46] Grisvard,P.,非光滑域中的椭圆问题(1985),皮特曼:皮特曼波士顿·Zbl 0695.35060号
[47] 亚当斯,R.A。;Fournier,J.J.F.,Sobolev Spaces(2003),学术出版社:纽约学术出版社·Zbl 1098.46001号
[48] Khludnev,A.M.,《非光滑域中的弹性问题》(2010),Fizmatlit:Fizmatlig Moscow,[俄语]
[49] Evans,L.C.,偏微分方程(1998),美国数学学会:美国数学学会普罗维登斯·Zbl 0902.35002号
[50] Delfour,M.C。;Zolésio,J.-P.,《形状和几何:度量、分析、微分学和优化》(2004),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1251.49001号
[51] Khludnev,A.M。;Kovteneko,V.A。;Tani,A.,《扭结和非穿透裂纹的演化》,J.Math。日本社会,60,1219-1253(2008)·Zbl 1153.49040号
[52] Nečas,J.,《椭圆方程理论中的直接方法》(2012),施普林格:施普林格-柏林·Zbl 1246.35005号
[53] Lazarev,N.P.,Timoshenko板平衡问题中极端裂纹形状的存在性,数学杂志。科学。,195, 815-826 (2013)
[54] Geymona,G.,Lipschitz域上Sobolev空间的迹定理。必要条件,安。数学。布莱斯·帕斯卡(Blaise Pascal),第14页,第187-197页(2007年)·Zbl 1161.46019号
[55] 贝索夫,O.V。;伊林,V.P。;Nikol'skiĭ,S.M.,《函数的积分表示与嵌入定理》,第2卷(1979),V.H.Winston&Sons:V.H.温斯顿&Sons Washington,D.C·Zbl 0392.46023号
[56] Nikol'S kiĭ,S.M.,多变量函数逼近与嵌入定理(1975),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin·Zbl 0307.46024号
[57] Grisvard,P.,《弹性奇点》,Arch。定额。机械。分析。,107, 157-180 (1989) ·Zbl 0706.73013号
[58] 马兹亚,V.G。;Plamenevskii,B.A.,关于圆锥点附近椭圆边值问题解的渐近系数,Dokl。阿卡德。Nauk SSSR,219,2,286-289(1974),[俄语]·Zbl 0318.35005号
[59] Kondrat’ev,V.A.,具有圆锥点或角点的区域中椭圆方程的边值问题,Tr.Mosk。Mat.Obs.,16,209-292(1967),[俄语]·Zbl 0162.16301号
[60] 莫罗佐夫,N.F.,《裂纹理论的数学问题》(1984),《瑙卡:瑙卡莫斯科》,[俄语]·Zbl 0566.73079号
[61] Amrouche,C。;Ciarlet,P.G。;Mardare,C.,关于Jacques-Louis狮子的一个引理及其与其他基本结果的关系,J.Math。Pures应用。,104, 207-226 (2015) ·Zbl 1344.46027号
[62] Evans,L.C。;Gariepy,R.F.,《函数的测度理论和精细特性》(2015),Taylor&Francis·Zbl 1310.28001号
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