从韧性损伤到一侧接触：通过小元素级别的点隐式不连续
摘要：韧性损伤模型和粘聚力规律包括材料的可塑性，即使在完全破坏后也会导致不可挽回的变形增长。这种不现实的增长直到裂缝闭合引起的单向效应出现才显现出来。我们通过提出一种新的策略来解决这个问题，以应对从扩散损伤的形成到最终阶段即尖锐裂纹的出现的整个破坏过程。为此，我们将一种新的应变场引入到传统的加法应变分解中，称为不连续应变，以连续的方式解释不连续性，使得标准虚功原理适用。我们将这种应变场视为一种强不连续性，但没有引入新的动力学变量和非线性边界条件。在本文中，我们在一个简单的韧性损伤本构模型中展示了这种新策略的有效性。该模型使用一个标量损伤指数来控制退化过程。如果这个损伤指数超过一定的阈值，就将不连续应变场注入到应变分解中。这个阈值对应于诱导的缺陷融合和形成离散裂纹的极限。通过纯I型和混合模式条件下的三点弯曲试验，我们证明了这种增强不会展示出由可塑性损伤公式在负荷反转时错误预测的早期裂纹闭合现象。我们还使用Abaqus商业有限元程序中提供的混凝土损伤塑性模型进行了比较。最后，高强度低周疲劳试验展示了由诱导裂纹的完全闭合导致的单向效应。
作者：Alireza Daneshyar and Leon Herrmann and Stefan Kollmannsberger
论文ID：2306.14038
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2023-06-27