用于模拟高阶弹性、软化和局部化的高阶微平面模型的等几何实现
材料科学
2016-11-23 v1
摘要
本文在等几何有限元框架内实现了最近发展的用于软化和局部化的高阶微平面(HOM)模型。HOM模型直接由三维离散粒子模型导出，并表明与以独立旋转和位移场为特征的高阶连续体相关。此外，HOM模型具有两个特征长度：第一个与材料内部结构缺陷间距相关并对应于连续体的梯度特性；第二个与这些缺陷尺寸相关并对应于连续体的微极化特性。此类连续体的基于位移的有限元实现需要在单元内和单元边界处具有 连续性。这促使了等几何分析概念的实现，其确保了更高程度的平滑和连续性。基于NURBS的等几何单元在3D环境中实现，每个控制点具有位移和旋转自由度。数值分析证明了所提出的HOM模型实现的有效性，以确保在弹性和软化区间内的最优收敛。此外，该方法允许自然公式化一个局部化限制器，能够防止应变局部化和已知为典型局部应变软化本构方程病态问题的伪网格敏感性。
引用
@article{arxiv.1608.06823,
title = {Isogeometric implementation of high order microplane model for the simulation of high order elasticity, softening, and localization},
author = {Erol Lale and Xinwei Zhou and Gianluca Cusatis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.06823},
year = {2016}
}