拓扑互锁结构的失效——一种 Level-Set-DEM 方法
软凝聚态物质
2022-10-26 v1
摘要
拓扑互锁结构（TIS）是由互锁构建块组成的装配体，仅通过块体界面的接触与摩擦保持在一起，因此不需要任何连接元件。这一显著特征使其具有高吸能、抗裂纹扩展、几何通用且可重复使用的特点。它也导致了不同于普通结构的失效机制，后者由块体间多重接触相互作用及界面的摩擦滑移所主导。常用的结构分析建模工具极难捕捉和量化这些异常失效机制。在此，我们提出一种适用于模拟 TIS 复杂失效的不同方法。它基于最初为颗粒力学应用开发的 Level-Set-Discrete-Element-Method（水平集-离散元方法）。在介绍我们模型的基本假设和理论基础后，我们表明其良好捕捉了 TIS 板中实验观察到的滑移主导失效，并且比现有建模工具更好地估计了力-位移曲线。本研究的理论基础与结果为我们新方法提供了概念验证，并指向其改进我们建模和理解互锁结构形式行为的潜力。
引用
@article{arxiv.2210.14155,
title = {Failure of topologically interlocked structures -- a Level-Set-DEM approach},
author = {Shai Feldfogel and Konstantinos Karapiperis and Jose Andrade and David S. Kammer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.14155},
year = {2022}
}