Modelado eficiente de campo de fase de la propagación de grietas cuasiestáticas y dinámicas bajo cargas mecánicas y térmicas
Autores: Ben Said, Lotfi; Hentati, Hamdi; Turki, Mohamed; Chabir, Alaa; Alharbi, Sattam; Haddar, Mohamed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado eficiente de campo de fase de la propagación de grietas cuasiestáticas y dinámicas bajo cargas mecánicas y térmicas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelo de campo de fase
Materiales frágiles
Cargas térmicas
Cargas mecánicas
Superficie de fractura
Modelo de campo de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo principal de este trabajo fue modelar los mecanismos de falla de materiales frágiles sometidos a cargas térmicas y mecánicas. Una representación difusiva de la topología de la grieta proporciona la base para el marco cinemático regularizado utilizado. Con una transición suave del estado no dañado al estado completamente dañado, la superficie de fractura se representó de manera aproximada como un campo difusivo. Mediante la integración de un esquema escalonado y descomposición espectral, se utilizó la formulación variacional después de ser escrita y desarrollada matemáticamente. Su eficacia se analizó mediante extensas pruebas de referencia, demostrando la efectividad del modelo de campo de fase en la modelación del comportamiento de materiales frágiles. Este enfoque propuesto fue probado experimentalmente mediante el examen de caminos de propagación de grietas en materiales frágiles sometidos a cargas mecánicas y térmicas variables. Este trabajo se centró en la integración de un modelo de campo de fase basado en descomposición espectral con acoplamiento termo-mecánico para fractura dinámica, respaldado por validación de referencia y evaluación comparativa de estrategias de descomposición de energía. Los resultados resaltan la precisión y robustez de las metodologías numéricas y experimentales propuestas para modelar la mecánica de fractura en materiales frágiles sometidos a condiciones de carga complejas.
Descripción
El objetivo principal de este trabajo fue modelar los mecanismos de falla de materiales frágiles sometidos a cargas térmicas y mecánicas. Una representación difusiva de la topología de la grieta proporciona la base para el marco cinemático regularizado utilizado. Con una transición suave del estado no dañado al estado completamente dañado, la superficie de fractura se representó de manera aproximada como un campo difusivo. Mediante la integración de un esquema escalonado y descomposición espectral, se utilizó la formulación variacional después de ser escrita y desarrollada matemáticamente. Su eficacia se analizó mediante extensas pruebas de referencia, demostrando la efectividad del modelo de campo de fase en la modelación del comportamiento de materiales frágiles. Este enfoque propuesto fue probado experimentalmente mediante el examen de caminos de propagación de grietas en materiales frágiles sometidos a cargas mecánicas y térmicas variables. Este trabajo se centró en la integración de un modelo de campo de fase basado en descomposición espectral con acoplamiento termo-mecánico para fractura dinámica, respaldado por validación de referencia y evaluación comparativa de estrategias de descomposición de energía. Los resultados resaltan la precisión y robustez de las metodologías numéricas y experimentales propuestas para modelar la mecánica de fractura en materiales frágiles sometidos a condiciones de carga complejas.