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在有限变形范围内嵌入强不连续性的新有限元。 (英语) 兹比尔1194.74357

总结:本文开发了新的具有嵌入强不连续性的有限元,用于模拟有限变形范围内的固体破坏。感兴趣的情况包括复合材料中的裂纹、剪切带、分层以及由变形映射中的扩展不连续性建模的类似失效,变形映射中包含了相关位移跳跃的内聚定律。与具有恒定跳跃的现有元素相比,新元素通过位移跳跃的线性插值来适应其内部的不连续性。提出了一种开发此类有限元的通用方法,但最后的重点是平面问题的四边形单元,其中恒定跳跃插值导致通过某些常见配置中的不连续性(或应力锁定)虚假传递应力。新元素的关键方面是适当增强变形梯度,该变形梯度可以正确表示线性分离不连续的运动学,包括穿过不连续的相对有限旋转,以及以不同的方式以框架进行旋转。为每个单元单独引入了模拟位移跳跃的增强参数,允许它们在单元级别上进行静态冷凝,从而得出一个全局方程组,其数量和连通性与基础有限元网格的原始全局自由度相同。这种情况导致在现有有限元代码中特别简单地实现所建议的方法。新单元的性能通过几个数值模拟进行了说明,包括复合材料中的分层和有限变形弹塑性实体中剪切带的传播。

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第74S05页 有限元方法在固体力学问题中的应用
74A45型 断裂和损伤理论
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