基于扩展有限元法的梯度塑性裂纹尖端表征
数值分析
2017-11-29 v1
摘要
应变梯度塑性理论正被广泛用于断裂评估，因为它们通过纳入几何必需位错的影响，提供了对裂纹尖端场更丰富的描述。然而，表征裂纹尖端变形所涉及小尺度上的行为需要在距裂纹微米范围内使用非常精细的网格。本文借助扩展有限元法（X-FEM）开发了一种新颖且高效的梯度增强数值框架。采用了一种基于机制的梯度塑性模型，并用梯度主导解的应力奇异性丰富了位移场的近似。结果表明，所提出的数值方法在很大程度上优于标准有限元方法。本工作可能对在大规模应用中使用微观结构驱动的模型具有重要影响。在 MATLAB 中开发的非线性 X-FEM 代码可从 www.empaneda.com/codes 下载。
引用
@article{arxiv.1711.09957,
title = {Gradient plasticity crack tip characterization by means of the extended finite element method},
author = {Emilio Martínez-Pañeda and Sundar Natarajan and Stéphane Bordas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09957},
year = {2017}
}