×
雷德·维根杰维奇;内纳德·乔尔杰维奇;汤姆·德·维斯特;西蒙·杰姆科夫

基于等效损伤力的应变软化材料建模。 （英文） Zbl 1440.74040号

计算。方法应用。机械。工程师。 335, 52-68 (2018).
摘要：本文工作的主要目的是处理应变软化材料的有限元分析中观察到的损伤和变形局部化，并结合局部本构模型，其中损伤使用连续损伤力学（CDM）表示。CDM/FEM方法通常存在许多缺点，包括数学（偏微分方程类型的改变导致不适定边值问题）、数值（明显的网格依赖性）和物理（耗散能量为零的无限小软化区）。这里提出的方法仍然基于包括损伤的局部本构模型，但在线性动量平衡方程组中引入了损伤效应的替代表示。损伤效应通过等效损伤力（EDF）包括在内，EDF有助于动量平衡方程的右侧。这种方法的主要优点是，当材料进入软化状态时，偏微分方程的类型保持不变，因此问题仍然存在；在不需要调节措施的情况下保持了数值稳定性；并显著降低了网格依赖性。此外，EDF方法可以与现有的局部CDM损伤模型结合使用，并且不会违反材料刚度张量的对称性。
EDF方法适用于在受损准脆性材料（如纤维增强复合材料和混凝土）中观察到的应变软化建模。
EDF模型是在内部开发的耦合FEM-SPH代码中实现的，其中显式FEM代码与稳定的SPH总图形式相耦合。它的性能在动态一维（1D）应力波传播问题的分析中得到了证明，该问题的解析解为Z.P.Baíant公司和T.B.Belytschko先生《应变软化杆中的波传播：精确解》，J.Eng.Mech.111，No.3，381-389（1985；doi:10.1061/（asce）0733-9399（1985）111:3（381）)]. 对于与材料软化状态相对应的加载速率范围，数值结果显示了损伤区域有限尺寸的非局部特征，由损伤特征长度控制，损伤特征长度可以通过实验确定，并且是独立于离散密度的输入参数。

引用于三文件

MSC公司：

74A45型 断裂和损伤理论
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
74S60系列 应用于固体力学问题的随机和其他概率方法

关键词：

应变软化不稳定性;损伤定位;有限元法;合成材料;准脆性材料

软件：

DYNA3D公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{R.Vignjevic}等人，计算。方法应用。机械。工程335，52-68（2018；Zbl 1440.74040）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Bazant，Z.P。；Belytschko，T.B。；Chang，T.，应变软化的连续统理论，工程力学杂志。，110, 12, 1666-1692 (1984)
[2] Kachanov，L.M.，蠕变条件下破裂过程的时间，Izv。阿卡德。Nauk SSSR，其他。泰肯。诺克，826-31（1958）·兹伯利0107.18501
[3] Lemaitre，J.，耦合弹塑性和损伤本构方程，计算。方法应用。机械。工程师，51，1-3，31-49（1985）·兹伯利0546.73085
[4] Krajcinovic，D.，《损伤力学》（1996），爱思唯尔出版社：阿姆斯特丹，纽约·Zbl 1111.74491号
[5] J.S.Hadamard，法国学院。巴黎，水动力学方程，Leçons sur la propagation des ondes et leséquations de l’hydrodynamique。
[6] Vignjevic，R。；乔尔杰维奇，N。；Gemkow，S。；De Vuyst，T。；Campbell，J.，SPH作为一种非局部正则化方法：应变软化导致的不稳定性的解决方案，计算。方法应用。机械。工程，277281-304（2014）·兹比尔1423.74968
[7] Pijaudier-Cabot，G。；Bazant，Z.P。；Tabbara，M.R.，各种应变软化模型的比较，工程计算。，5, 2, 141-150 (1988)
[8] Neilsen，M.K。；Schreyer，H.L.，弹塑性材料中的分歧，国际固体结构杂志。，30, 4, 521-544 (1993) ·Zbl 0825.73268号
[9] Sluys，L.J。；De Borst，R.，梯度相关和速率相关介质的色散特性，机械。材料。，18, 2, 131-149 (1994)
[10] Armero，F。；Ehrlich，D.，梁破坏时塑性模型中的应变局部化和波传播分析，计算。方法应用。机械。工程，193，30-32，3129-3171（2004）·Zbl 1060.74601号
[11] 查姆本，R。；Caillerie，D。；Tamagnini，C.，有限应变的应变空间梯度塑性理论，计算。方法应用。机械。工程，193，27-29，2797-2826（2004）·Zbl 1329.74049号
[12] 阿哈德·F·R。；Enakoutsa，K。；Solanki，K.N。；Bammann，D.J.，6061-t6铝高速冲击失效的非局部建模，国际塑料杂志。，55, 108-132 (2014)
[13] G.D.Nguyen、A.M.Korsunsky、J.P.Belnoue，用于分析延性破坏的非局部耦合损伤-塑性模型，2015年·Zbl 1197.74152号
[14] Dascalu，C.，损伤的动态定位和微观结构长度影响，国际损伤力学杂志。，1190-1218年8月26日（2017年）
[15] Brepols，T。；伍尔芬霍夫，S。；Reese，S.，《渐变扩展双表面损伤-塑性：微观公式和数值方面》，国际塑料杂志。，97, 64-106 (2017)
[16] 小狄龙，O.W。；Kratochvil，J.，塑性应变梯度理论，国际固体结构杂志。，1513-1533年6月12日（1970年）·Zbl 0262.73036号
[17] Bazant，Z.P。；Zubelewicz，A.，《应变软化杆和梁：精确非局部解》，《国际固体结构杂志》。，24, 7, 659-673 (1988) ·Zbl 0639.73040号
[18] Bazant，Z.P。；Jirasek，M.，《塑性和损伤的非局部积分公式：进展综述》，J.Eng.Mech。，1281119-1149（2002年）
[19] E.C.Aifantis，《某些非弹性模型的微观结构起源》，1984年。
[20] Aifantis，E.C.，关于梯度在变形和断裂局部化中的作用，国际。工程科学杂志。，30, 10, 1279-1299 (1992) ·Zbl 0769.73058号
[21] Needleman，A.，定位问题中的材料速率依赖性和网格敏感性，计算。方法应用。机械。工程，67，1，69-85（1988）·Zbl 0618.73054号
[22] 特维加德，V。；Needleman，A.，多孔塑料固体中非局部损伤的影响，国际固体结构杂志。，32, 8-9, 1063-1077 (1995) ·Zbl 0866.73060号
[23] 特维加德，V。；Needleman，A.，《非局部效应对空心板定位的影响》，《国际固体结构杂志》。，34, 18, 2221-2238 (1997) ·Zbl 0942.74620号
[24] Pijaudier-Cabot，G。；Bazant，Z.P.，非局部损伤理论，J.工程力学。，113, 10, 1512-1533 (1987)
[25] Sluys，L.J。；De Borst，R.，《速率相关裂纹介质模型公式和一维示例中的波传播和局部化》，《国际固体结构杂志》。，29, 23, 2945-2958 (1992)
[26] Sluys，L.J。；De Borst，R.，梯度相关和速率相关介质的色散特性，机械。材料。，18, 2, 131-149 (1994)
[27] Peerlings，R.H.J。；De Borst，R。；布雷克尔曼斯，W.A.M。；Geers，M.G.D.，《非局部和梯度增强损伤模型中的波传播和定位》，J.Phys。四、 8，8，Pr8-293-Pr8-300（1998）
[28] Peerlings，R.H.J。；Geers，M.G.D。；De Borst，R。；Brekelmans，W.A.M.，《非局部和梯度增强软化连续统的临界比较》，国际固体结构杂志。，38, 44-45, 7723-7746 (2001) ·Zbl 1032.74008号
[29] 皮尔林斯，R.H.J。；De Borst，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、 21,2175-189（2002）·Zbl 1041.74006号
[30] Bazant，Z.P。；Belytschko，T.B.，《应变软化杆中的波传播：精确解》，J.Eng.Mech。，111, 3, 381-389 (1985)
[31] Rudnicki，J.W。；Rice，J.R.，《压敏膨胀材料变形局部化条件》，J.Mech。物理学。固体，23，6，371-394（1975）
[32] Graff，K.F.，弹性固体中的波动（1991），多佛：纽约多佛
[33] Johnson，W.，《材料的冲击强度》，1-33（1972），爱德华·阿诺德有限公司·Zbl 0253.73023号
[34] 冯·卡曼，T。；Duwez，P.，《固体中塑性变形的传播》，J.Appl。物理。，21, 10, 987-994 (1950) ·Zbl 0040.10806号
[35] Liu，J.，Dyna3D：《固体和结构力学的非线性、显式、三维有限元代码》（2004），加利福尼亚大学劳伦斯·利弗莫尔国家实验室：加利福尼亚大学劳伦斯·利弗莫雷国家实验室，（CA）美国
[36] Vignjevic，R。；雷维尔斯，J.R。；Campbell，J.，完全拉格朗日形式主义中的SPH，CMES-Compute。模型。工程科学。，14, 3, 181-198 (2006) ·Zbl 1357.76072号
[37] Vignjevic，R。；坎贝尔，J。；Jaric，J。；鲍威尔，S.，运动参考坐标系中SPH方程的推导，计算。方法应用。机械。工程，198，30-32，2403-2411（2009）·Zbl 1229.76083号
[38] De Vuyst，T。；Vignjevic，R.，电磁驱动环颈缩和断裂的Total lagrangian sph模型，国际分形杂志。，180, 1, 53-70 (2013)
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。