Avances en modelado de campo de fase para fractura en sólidos elásticos no lineales bajo deformaciones finitas
Autores: Zhang, Gang; Tang, Cheng; Chen, Peng; Long, Gongbo; Cao, Jiyin; Tang, Shan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Avances en modelado de campo de fase para fractura en sólidos elásticos no lineales bajo deformaciones finitas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Predicción
Mecanismos de falla
Modelo de campo de fase
Problemas de fractura
Trayectorias de fractura complejas
Distribución de energía
Descomposición de energía de deformación
Hidrogeles
Licencia
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Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La predicción de los mecanismos de falla en materiales elásticos no lineales tiene una importancia significativa en aplicaciones de ingeniería. En los últimos años, el modelo de campo de fase ha surgido como un enfoque efectivo para abordar problemas de fractura. En comparación con otros métodos de fractura discontinua, el método de campo de fase permite la fácil simulación de trayectorias de fractura complejas, incluida la iniciación de grietas, propagación, coalescencia y fenómenos de ramificación, a través de un campo escalar conocido como campo de fase. Este método ofrece ventajas distintas para abordar problemas de fractura complejos en materiales elásticos no lineales y muestra un potencial sustancial en el diseño y fabricación de materiales. La investigación actual ha indicado que el método de distribución de energía empleado en los enfoques de campo de fase influye significativamente en los resultados simulados de fractura de materiales, como la carga de iniciación de grietas, la trayectoria de propagación de grietas, la ramificación de grietas, etc. Este impacto es particularmente pronunciado al simular la fractura de materiales no lineales bajo deformación finita. Por lo tanto, esta revisión describe varios métodos de descomposición de energía de deformación propuestos por investigadores para modelos de campo de fase de fractura en materiales elásticos no lineales simétricos de tensión-compresión. Además, también se presenta el modelo de descomposición de energía para materiales elásticos no lineales asimétricos de tensión-compresión. Además, se investiga el comportamiento de fractura de hidrogeles a través de la aplicación del modelo de campo de fase con descomposición de energía. Además de resumir la investigación sobre estos tipos de fracturas de cuerpos elásticos no lineales, esta revisión presenta ejemplos numéricos de referencia de estudios relevantes para evaluar y validar la precisión y eficacia de los métodos presentados.
Descripción
La predicción de los mecanismos de falla en materiales elásticos no lineales tiene una importancia significativa en aplicaciones de ingeniería. En los últimos años, el modelo de campo de fase ha surgido como un enfoque efectivo para abordar problemas de fractura. En comparación con otros métodos de fractura discontinua, el método de campo de fase permite la fácil simulación de trayectorias de fractura complejas, incluida la iniciación de grietas, propagación, coalescencia y fenómenos de ramificación, a través de un campo escalar conocido como campo de fase. Este método ofrece ventajas distintas para abordar problemas de fractura complejos en materiales elásticos no lineales y muestra un potencial sustancial en el diseño y fabricación de materiales. La investigación actual ha indicado que el método de distribución de energía empleado en los enfoques de campo de fase influye significativamente en los resultados simulados de fractura de materiales, como la carga de iniciación de grietas, la trayectoria de propagación de grietas, la ramificación de grietas, etc. Este impacto es particularmente pronunciado al simular la fractura de materiales no lineales bajo deformación finita. Por lo tanto, esta revisión describe varios métodos de descomposición de energía de deformación propuestos por investigadores para modelos de campo de fase de fractura en materiales elásticos no lineales simétricos de tensión-compresión. Además, también se presenta el modelo de descomposición de energía para materiales elásticos no lineales asimétricos de tensión-compresión. Además, se investiga el comportamiento de fractura de hidrogeles a través de la aplicación del modelo de campo de fase con descomposición de energía. Además de resumir la investigación sobre estos tipos de fracturas de cuerpos elásticos no lineales, esta revisión presenta ejemplos numéricos de referencia de estudios relevantes para evaluar y validar la precisión y eficacia de los métodos presentados.