用于断裂力学的节点-线段与节点-表面界面有限元
材料科学
2016-04-19 v1
摘要
现有用于离散内聚裂纹的界面单元拓扑结构使得它们能够计算属于相对裂纹面的两个相对线段（二维）或两个相对面片（三维）的相对位移（位移不连续）并施加内聚牵引-分离关系。本工作中，我们提出一种用于断裂力学的新型界面单元，其与节点-线段（二维）和节点-表面（三维）接触单元有某些类似之处。属于某一裂纹面有限元离散的一个节点相对于其在对面上的投影点的位移间隙，被用于确定内聚牵引力、残差向量及其用于隐式求解方案的一致线性化。相对于经典界面有限元，展示了以下优势：(i) 允许相对裂纹面的非匹配有限元离散；(ii) 易于建模具有非扩展裂纹尖端的的内聚裂纹；(iii) 保证了界面单元的内部转动平衡。提供了详细算例以表明所提方法在非线性断裂力学问题中的实用性。
引用
@article{arxiv.1604.05236,
title = {Node-to-segment and node-to-surface interface finite elements for fracture mechanics},
author = {M. Paggi and P. Wriggers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.05236},
year = {2016}
}
备注
37 pages, 17 figures