一种用于各向异性裂纹的多黏聚长度的变分相场模型
应用物理
2025-10-14 v1
摘要
我们提出了一种用于各向异性材料裂纹的新型变分相场模型。该模型特别设计用于比现有各向异性裂纹模型更灵活的裂纹核化校准，同时避免引入多个损伤变量。除了基于单一损伤变量的各向异性相场模型的经典组成部分——即各向异性弹性和通过第二阶结构张量实现的断裂能密度扩展——本方法通过一种可能沿主要材料方向具有不同黏聚长度的黏聚降解函数来引入裂纹各向异性。因此，我们称其为多黏聚模型。这一特性使我们能够独立控制控制每个材料方向中决定裂纹核化临界应力的关键参数。我们分析了均匀解及其二阶稳定性，并将得到的强度曲面与文献中两种代表性各向异性相场模型的结果进行比较。最终，二维和三维的数值仿真表明，该模型能够独立控制裂纹在复杂的各向异性裂纹问题中的核化和传播。
引用
@article{arxiv.2510.11309,
title = {A variational phase-field model for anisotropic fracture accounting for multiple cohesive lengths},
author = {Angela Maria Fajardo Lacave and Francesco Vicentini and Fabian Welschinger and Laura De Lorenzis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.11309},
year = {2025}
}