缓解内聚力单元模型中网格诱导效应的网格划分策略
计算物理
2015-03-31 v2 数值分析
数值分析
摘要
模拟固体材料中断裂和裂纹扩展的主要方法之一是自适应插入内聚力单元，即在有限元网格中插入线状 (2D) 或面状 (3D) 单元，以模拟失效面的形核与扩展。然而，在这种方法中，裂纹被迫沿单元边界扩展，其路径通常比原始连续介质中的路径需要更多的单位裂纹扩展能量（即更大的驱动力），从而导致错误的解。在本文中，我们阐述了离散化的引入如何产生两种不良效应，我们将其称为网格诱导各向异性和网格诱导韧性。随后，我们通过常用网格的路径偏离比（衡量网格表示直线能力的指标）的极坐标图来分析这些效应。最后，我们提出通过 K-means 网格和一种我们称为共轭方向网格的新型网格来减少这些效应。通过对收敛性的数值研究，分析了所有待考虑网格在网格尺寸减小时的行为。
引用
@article{arxiv.1302.1161,
title = {Meshing strategies for the alleviation of mesh-induced effects in cohesive element models},
author = {Julian J. Rimoli and Juan J. Rojas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.1161},
year = {2015}
}