全局开裂单元：一种用于模拟准脆性断裂的基于伽辽金方法的新工具
计算工程、金融与科学
2019-08-20 v1
摘要
继最近在\cite{Yiming:14,Yiming:16}中提出的所谓开裂单元法(CEM)之后，我们提出了一种用于模拟准脆性断裂的基于伽辽金方法的新型数值方法，命名为全局开裂单元法(GCEM)。为此，对原始CEM的列式进行了重组。新方法嵌入于基于伽辽金的有限元法(FEM)的标准框架中，该方法利用断开的单元级裂纹张开来捕捉裂纹的萌生与扩展。所提出的全局开裂单元(GCE)与标准9节点四边形单元(Q9)之间的相似性提示了一种特殊步骤：将Q9中心节点原本定义位移的自由度“借用”来描述GCE的裂纹张开。所提方法无需重新网格划分、富集或裂纹追踪策略，且避免了对裂纹尖端的精确描述。若干基准测试证明，新方法从CEM继承了大部分优点。GCEM的数值稳定性与鲁棒性优于CEM。然而，目前仅能使用位移场具有非线性插值的四边形单元。
引用
@article{arxiv.1908.06268,
title = {Global cracking elements: a novel tool for Galerkin-based approaches simulating quasi-brittle fracture},
author = {Yiming Zhang and Herbert A. Mang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.06268},
year = {2019}
}
备注
26 pages, 22 figures