一种用于近场动力学的通用、非弹性、无转动 Kirchhoff-Love 壳模型
数值分析
2022-01-12 v1 数值分析
摘要
我们提出了一种用于近场动力学(PD)的、全面的无转动 Kirchhoff-Love (KL) 壳模型,该模型能够模拟薄壁结构中的大弹塑性变形与断裂。为消除对预定义全局参数域的需求,我们在无网格设置中采用主成分分析来建立壳中面的局部参数化。利用 KL 壳运动学发展了一种基于对应关系的 PD 公式。采用键稳定化技术以自然实现离散解的稳定性。控制薄壳方程中仅使用中性面速度自由度。采用三维率形式材料模型以能够模拟广泛的材料行为。采用键关联损伤对应建模方法在键层级使用经典失效准则,从而 readily 实现脆性与延性断裂的模拟。\NAT{采用渐近兼容无网格近似对模型进行离散,提供了一种收敛于经典 KL 壳模型的格式,同时为处理断裂提供了准确而灵活的框架。} 我们进行了从弹性静力学到涉及塑性、断裂与破碎问题的广泛数值算例,以验证所发展的 PD 薄壳公式的准确性、收敛性与鲁棒性。同样值得注意的是,本方法自然能够在完全非结构化的表面网格上离散需要高阶光滑性的壳理论。
引用
@article{arxiv.2107.13062,
title = {A General-Purpose, Inelastic, Rotation-Free Kirchhoff-Love Shell Formulation for Peridynamics},
author = {Masoud Behzadinasab and Mert Alaydin and Nathaniel Trask and Yuri Bazilevs},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.13062},
year = {2022}
}