改进Peridynamics原型微脆性线弹性模型
摘要：原型微脆（PMB）模型是一种线性弹性、基于键合的Peridynamic模型，用于评估其准确性和收敛性。我们研究了该模型的离散方程，适用于数值实现。研究结果表明，广泛使用的离散化方法会引起相当大的误差。鉴于此观察结果，提出了一种修正方法，通过消除与离散化相关的误差，显著提高了准确性。作为额外结果，我们推导了处理不同尺寸颗粒之间相互作用的方程，即非均匀离散间距。这对于PMB模型在复杂几何结构中的适用性是一个重要的步骤，因为在这种情况下，希望使用精细分辨率（较小的颗粒间距）来建模有趣的部分，并使用粗糙分辨率来提高数值效率。通过将纵向声波传播速度与精确的理论结果进行比较，验证了修正后的Peridynamic模型。我们发现，修正的方法正确地再现了声波速度，而原始方法严重高估了该速度。此外，我们还对一个裂纹扩展问题进行了模拟，该问题在线性弹性断裂力学理论的框架内可以得到解析解。我们发现，修正的Peridynamics模型能够定量地再现裂纹的起始和扩展。
作者：Georg C. Ganzenm"uller and Stefan Hiermaier and Michael May
论文ID：1312.5543
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2013-12-20