×

使用XFEM在韧性金属中的损伤驱动裂纹萌生和扩展。 (英语) Zbl 1308.74132号

摘要:最初连续损伤力学断裂力学独立进化。然而,当涉及到韧性断裂时,统一的方法对于准确建模这种现象非常有益。韧性材料可能经历中等到大的塑性变形和内部退化现象,这些现象已被连续体理论很好地描述。然而,在失效的最后阶段,不连续方法对于表示表面脱粘和宏观裂纹扩展至关重要。在这项工作中,XFEM与Lemaitre延性损伤模型相结合,裂纹萌生和扩展受损伤演化的控制。该模型是在有限应变假设下建立的,并采用非局部积分公式来避免病理网格依赖性。通过各种数值例子评估了所提方法的效率。

MSC公司:

74兰特 脆性断裂
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
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Alfaiate J、Wells G和Sluys J(2002),关于I型和混合型断裂中裂纹路径连续性嵌入不连续单元的使用。工程分形力学69(6):661-686·doi:10.1016/S0013-7944(01)00108-4
[2] Anderson TL(1991)《断裂力学:基本原理和应用》。博卡拉顿CRC出版社
[3] Andrade F(2011)延性损伤的非局部建模。波尔图大学博士论文·Zbl 1054.74719号
[4] Andrade F、Cesar de Sa J、Pires FA(2011)有限应变下积分型延性损伤非局部模型:公式和数值问题。国际J伤害力学20(4):515-557·doi:10.1177/1056789510386850
[5] Areias P、Cesar de Sa J、António CC(2003)有限应变弹塑性与损伤耦合的梯度模型。有限元分析39(13):1191-1235·doi:10.1016/S0168-874X(02)00164-6
[6] Areias P、Cesar de Sa J、António CC、Carneiro J、Teixeira V(2004)有限位移断裂问题分析中的强位移不连续性和拉格朗日乘子。计算力学35(1):54-71·Zbl 1109.74350号 ·doi:10.1007/s00466-004-0603-z
[7] Areias P、Goethem NV、Pires EB(2011)韧性裂纹萌生和扩展的损伤模型。计算力学47:641-656·Zbl 1398.74294号 ·doi:10.1007/s00466-010-0566-1
[8] Baíant ZP,Jirásek M(2002),塑性和损伤的非局部积分公式:进展综述。《工程机械杂志》128(11):1119-1149·doi:10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:11(1119)
[9] Belytschko T,Black T(1999),有限元中最小重网格的弹性裂纹扩展。国际J数字方法工程45:601-620·Zbl 0943.74061号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19990620)45:5<601::AID-NME598>3.0.CO;2-S型
[10] Benvenuti E(2008)嵌入式内聚接口的规范化XFEM框架。计算方法应用机械工程197:4367-4607·Zbl 1194.74364号 ·doi:10.1016/j.cma.2008.05.012
[11] de Borst R,Giessen E(1998),固体中的材料不稳定性。纽约威利
[12] Cazes F,Coret M,Combescure A,Gravouil A(2009)从非局部损伤模型构建内聚定律的热力学方法。国际J固体结构46:1476-1490·Zbl 1236.74013号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2008.11.019
[13] Cazes F,Simatos A,Coret M,Combescure A(2010)一种内聚带模型,在能量上等同于梯度增强耦合损伤塑性模型。Eur J Mech A固体29:976-989·Zbl 1479.74113号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2009.11.003
[14] Cesar de Sa J,Areias P,Zheng C(2006)使用隐式非局部梯度模型对金属成形问题进行损伤建模。计算方法应用机械工程195(48-49):6646-6660·Zbl 1120.74771号 ·doi:10.1016/j.cma.2005.02.037
[15] Chaboche J(1981)连续损伤力学——描述裂纹萌生前现象的工具。工程设计编号64(2):233-247·doi:10.1016/0029-5493(81)90007-8
[16] Cottrell JA、Hughes T、Bazilevs Y(2009)《CAD和FEA集成的等几何分析》。奇切斯特·威利·Zbl 1378.65009号 ·doi:10.1002/9780470749081
[17] Fagerström m,Larsson R(2008)韧性断裂的热-机械结合带公式。机械物理固体杂志56(10):3037-3058·Zbl 1183.74245号 ·doi:10.1016/j.jmps.2008.06.002
[18] Fries TP,Belytschko T(2010)《扩展/广义有限元法:方法及其应用概述》。国际J数字方法工程84:253-304·兹比尔1202.74169
[19] Geers M,Ubachs R,Engelen R(2003)强非局部梯度增强有限应变弹塑性。国际数学方法工程56(14):2039-268·Zbl 1038.74527号 ·doi:10.1002/nme.654
[20] Huespe A、Needleman A、Oliver J、Sánchez P(2012)建模延性断裂的有限应变有限带方法。国际J塑性28(1):53-69·doi:10.1016/j.ijplas.2011.05.010
[21] Kachanov LM(1958)蠕变条件下的断裂过程时间。Izv Akad Nauk SSSR Otd Tekhn Nauk 8:26-31
[22] Korelc J.(2002)非线性有限元代码的多语言和多环境生成。工程计算18:312-327·doi:10.1007/s003660200028
[23] Korelc J(2009)《AceFem用户手册》。网址:www.fgg.uni-lj.si/symech/·Zbl 1194.74364号
[24] Korelc J(2009)《AceGen用户手册》。网址:www.fgg.uni-lj.si/symech/·兹比尔1202.74169
[25] Korelc J(2009)《瞬态耦合问题的初始和灵敏度分析自动化》。计算力学44:631-639·兹比尔1171.74043 ·doi:10.1007/s00466-009-0395-2
[26] Lemaitre J(1985)延性断裂的连续损伤力学模型。工程技术杂志107(1):83-89·数字对象标识代码:10.1115/1.3225775
[27] Lemaitre J(1985)耦合弹塑性和损伤本构方程。计算机方法应用机械工程51(1-3):31-49·Zbl 0546.73085号 ·doi:10.1016/0045-7825(85)90026-X
[28] Lemaitre J(1996)损伤力学课程。纽约州施普林格·Zbl 0852.73003号 ·doi:10.1007/978-3642-18255-6
[29] Lemaitre J,Chaboche JL(1990)固体材料力学。剑桥大学出版社·Zbl 0743.7302号 ·doi:10.1017/CBO9781139167970
[30] Mazars J,Pijaudier-Cabot G(1996),《从损伤到断裂力学,反之亦然:综合方法》。国际J实体结构33(20-22):3327-3342·Zbl 0929.74091号 ·doi:10.1016/0020-7683(96)00015-7
[31] Mediavilla J(2005)延性断裂的连续和不连续建模。埃因霍温理工大学博士论文·Zbl 1398.74294号
[32] Miehe C(1998)基于塑性度量概念的大应变弹塑性本构框架。国际J固体结构35(30):3859-3897·Zbl 0935.74022号 ·doi:10.1016/S0020-7683(97)00175-3
[33] Moös N,Dolbow J,Belytschko T(1999)无网格裂纹扩展的有限元方法。国际J数字方法工程46:131-150·兹比尔0955.74066 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19990910)46:1<131::AID-NME726>3.0.CO;2-J型
[34] Moës N,Stolz C,Bernard PE,Chevageon N(2011)基于水平集的损伤增长模型:厚水平集方法。国际J数字方法工程86(3):358-380·Zbl 1235.74302号 ·doi:10.1002/nme.3069
[35] Moran B,Ortiz M,Shih F(1990)乘法有限变形塑性隐式有限元方法的公式。国际J数字方法工程29:438-514·Zbl 0724.73221号 ·doi:10.1002/nme.1620290304
[36] Piegl L(1993)计算机辅助几何设计的基本发展。圣地亚哥学术出版社·兹比尔0850.68330
[37] Pijaudier-Cabot G,Baíant Z(1987)非局部损伤理论。《工程机械杂志》113:1512-1533·doi:10.1061/(ASCE)0733-9399(1987)113:10(1512)
[38] Pijaudier-Cabot G,Baíant Z,Tabbara M(1988)应变软化各种模型的比较。工程计算5:141-150·doi:10.1108/eb023732
[39] Seabra M、Cesar de Sa J、Andrade F、Pires F(2011)延性断裂的连续-不连续公式。国际J材料表4(3):271-281·doi:10.1007/s12289-010-0991-x
[40] Seabra M、Cesar de Sa J、ŠuštarićP、RodićT(2012)关于将XFEM用于韧性断裂的一些数值问题。计算力学。doi:10.1007/s00466-012-0694-x·Zbl 1312.74045号
[41] Simo J,Taylor R,Pister K(1985)有限变形弹塑性体积约束的变分和投影方法。计算方法应用机械工程51:177-208·Zbl 0554.73036号 ·doi:10.1016/0045-7825(85)90033-7
[42] Simone A,Wells G,Sluys L(2003),梯度增强连续损伤模型中的从连续到不连续破坏。计算方法应用机械工程192:4581-4607·Zbl 1054.74719号 ·doi:10.1016/S0045-7825(03)00428-6
[43] Song JH,Wang H,Belytschko T(2008)动态断裂有限元方法的比较研究。计算力学42(2):239-250·Zbl 1160.74048号 ·doi:10.1007/s00466-007-0210-x
[44] Stolarska M,Chopp DL,Moös N,Belytschko T(2001)用扩展有限元方法中的水平集模拟裂纹扩展。国际J数字方法工程51:943-960·Zbl 1022.74049号 ·doi:10.1002/nme.201
[45] Sukumar N,Prevost JH(2003)用扩展有限元法模拟准静态裂纹扩展第i部分:计算机实现。国际J固体结构40:7513-7537·Zbl 1063.74102号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2003.08.002
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。