Modelado híbrido de elementos finitos-discretos de la respuesta a tracción en modo I de una cerámica de alúmina
Autores: Zheng, Jie; Li, Haoyang; Hogan, James D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelado híbrido de elementos finitos-discretos de la respuesta a tracción en modo I de una cerámica de alúmina
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Modelo de elementos finitos-discretos híbrido tridimensional
Cerámica de alúmina
Resistencia a la tracción
Sistema de defectos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Hemos desarrollado un modelo tridimensional híbrido de elementos finitos-discretos para investigar el fallo de apertura tensil en modo I de cerámica de alúmina. Este modelo considera implícitamente el sistema de defectos en el material y muestra explícitamente los patrones de fallo macroscópico. Durante la simulación de carga tensil, se observa una única grieta principal perpendicular a la dirección de carga. Algunos fragmentos aparecen cerca de las superficies de la grieta debido a la ramificación de la misma. La resistencia a la tracción obtenida por nuestro modelo es consistente con los resultados experimentales de la literatura. Una vez validadas con la literatura, se exploran las influencias de la distribución del sistema de defectos en la resistencia a la tracción y el módulo elástico. Los resultados de la simulación muestran que el material con tamaños de defectos más uniformes y menos defectos grandes tiene una resistencia a la tracción más fuerte y un módulo elástico más alto.
Descripción
Hemos desarrollado un modelo tridimensional híbrido de elementos finitos-discretos para investigar el fallo de apertura tensil en modo I de cerámica de alúmina. Este modelo considera implícitamente el sistema de defectos en el material y muestra explícitamente los patrones de fallo macroscópico. Durante la simulación de carga tensil, se observa una única grieta principal perpendicular a la dirección de carga. Algunos fragmentos aparecen cerca de las superficies de la grieta debido a la ramificación de la misma. La resistencia a la tracción obtenida por nuestro modelo es consistente con los resultados experimentales de la literatura. Una vez validadas con la literatura, se exploran las influencias de la distribución del sistema de defectos en la resistencia a la tracción y el módulo elástico. Los resultados de la simulación muestran que el material con tamaños de defectos más uniformes y menos defectos grandes tiene una resistencia a la tracción más fuerte y un módulo elástico más alto.