四阶相场粘聚区模型下近脆性材料的裂纹扩展
摘要：使用相场方法来建模裂缝扩展变得越来越流行。它使用标量辅助变量，即相场变量，在连续域中建模不连续区域。此外，四阶相场方法比二阶方法具有更好的收敛速度和更准确的解决方案。然而，它仅适用于脆性材料中的裂纹扩展建模。本研究针对第四阶相场模型结合非标准相场形式和凝聚区模型（CZM）来预测准脆性材料中的裂纹扩展。使用Cornelisson的软化律来捕捉裂纹扩展预测的高精度。混凝土材料被认为是准脆性材料。为了计算效率，使用基于NURBS的有限元法，采用虚拟非常用结点插入主从（VUKIMS）技术得到局部细化网格。数值结果通过文献中已经发表的结果进行验证。发现使用第四阶相场CZM得到的峰值载荷和裂纹路径与元素大小无关，并且对长度尺度数量不敏感。与标准相场方法相比，我们提出的模型在计算成本和解决方案准确性方面具有最显著的优势。
作者：Khuong D. Nguyen, Cuong-Le Thanh, Frank Vogel, H. Nguyen-Xuan, M. Abdel-Wahab
论文ID：2212.07036
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2022-12-15