基于谱求解器的微力学疲劳建模精度
计算物理
2019-05-23 v1 材料科学
摘要
提出一种基于 FFT 的框架用于多晶微力学疲劳建模，作为有限元方法（FEM）的替代。变分 FFT 方法与晶体塑性模型联用，后者通过 FEM 材料子程序（特别是 Abaqus umat）引入以描述晶粒的循环行为。该框架还包含一种基于离散微分的替代投影算子，以提升微场保真度并允许包含第二相。通过将 FFT 框架与 FEM 比较，评估其在微观结构敏感疲劳预测中的精度与效率。两种方法所得多晶宏观循环响应不可区分，与循环次数无关。微观场呈现微小差异，在使用离散投影算子时减小，其确实允许准确模拟含极硬颗粒的微观结构。最后，由微场得到的疲劳寿命估计相对 FEM 的最大差异约为 15%。总之，该框架能以与 FEM 相似的精度预测疲劳寿命，但大幅降低计算成本。
引用
@article{arxiv.1806.10599,
title = {On the accuracy of spectral solvers for micromechanics based fatigue modeling},
author = {Sergio Lucarini and Javier Segurado},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.10599},
year = {2019}
}
备注
Preprint accepted for publication in Computational Mechanics