准静态弯曲下薄型单体与层压玻璃板的相场断裂建模
计算工程、金融与科学
2020-12-30 v1
摘要
在所报道的单体与层压玻璃板四点弯曲分析中，采用了脆断的相场描述。我们的目标是：(i) 比较应用于薄玻璃板的不同相场断裂公式，(ii) 评估问题降维以及网格密度与加密的后果，以及 (iii) 针对准静态加载，验证我们近期针对两种常用聚合物薄膜（由聚乙烯醇缩丁醛或乙烯-醋酸乙烯酯制成）推导的随时间/温度依赖的材料属性。由于广泛使用的 Bourdin-Francfort-Marigo 模型在断裂前典型的非线性响应会导致对薄板弯曲响应的显著高估，该数值研究考察了另外两种提供应力-应变图线弹性阶段的相场断裂模型。玻璃临界断裂能与抗拉强度的典型取值导致相场长度尺度参数在数值模拟中难以分辨。因此，我们展示了如何依据所采用的降维以及相对于板厚的长度尺度参数值来确定断裂能。比较表明，尽管准静态分析仅局部化了一条/两条裂纹，而实验中演化出多条裂纹，相场模型仍与层压玻璃的实测应力与抗力非常吻合。还观察到，部分断裂层压玻璃的刚度与抗力可使用带初始预定义裂纹的 2D 平面应力模型很好地近似，其估计优于单层玻璃极限。
引用
@article{arxiv.2010.00375,
title = {Phase-field Fracture Modelling of Thin Monolithic and Laminated Glass Plates under Quasi-static Bending},
author = {Jaroslav Schmidt and Alena Zemanová and Jan Zeman and Michal Šejnoha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.00375},
year = {2020}
}
备注
29 pages, 20 figures, and 6 tables