Modelado numérico sobre la propagación de grietas basado en una peridinámica de doble horizonte basada en enlaces de malla múltiple
Autores: Dai, Zili; Xie, Jinwei; Lu, Zhitang; Qin, Shiwei; Wang, Lin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado numérico sobre la propagación de grietas basado en una peridinámica de doble horizonte basada en enlaces de malla múltiple
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Peridinámica
Formación de grietas
Propagación
Tamaños de horizonte
Corrección de volumen
Corrección de superficie
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La peridinámica (PD) es una novedosa teoría no local de la mecánica de medios continuos capaz de describir la formación y propagación de grietas sin definir reglas de fractura previamente. En este estudio, se presenta un modelo de peridinámica de doble horizonte basado en enlaces de malla múltiple (DH-PD), que incluye tamaños de horizonte variables y puede evitar reflexiones de ondas espurias. Este modelo incorpora la corrección de volumen, la corrección de superficie y una técnica de discretización de no uniformidad para mejorar la precisión y eficiencia del cálculo. Se simulan dos problemas de referencia para verificar la fiabilidad del modelo propuesto con el efecto de la corrección de volumen y la corrección de superficie en la precisión computacional confirmada. Se simulan y analizan dos ejemplos numéricos, la fractura de una muestra de concreto en forma de L y el daño mixto de una muestra entallada de doble borde. Los resultados de la simulación se comparan con datos experimentales, la solución numérica de un modelo de PD tradicional y la salida de un modelo de elementos finitos. Las comparaciones verifican la precisión del cálculo del modelo DH-PD corregido y sus ventajas sobre algunos otros modelos como el modelo PD tradicional.
Descripción
La peridinámica (PD) es una novedosa teoría no local de la mecánica de medios continuos capaz de describir la formación y propagación de grietas sin definir reglas de fractura previamente. En este estudio, se presenta un modelo de peridinámica de doble horizonte basado en enlaces de malla múltiple (DH-PD), que incluye tamaños de horizonte variables y puede evitar reflexiones de ondas espurias. Este modelo incorpora la corrección de volumen, la corrección de superficie y una técnica de discretización de no uniformidad para mejorar la precisión y eficiencia del cálculo. Se simulan dos problemas de referencia para verificar la fiabilidad del modelo propuesto con el efecto de la corrección de volumen y la corrección de superficie en la precisión computacional confirmada. Se simulan y analizan dos ejemplos numéricos, la fractura de una muestra de concreto en forma de L y el daño mixto de una muestra entallada de doble borde. Los resultados de la simulación se comparan con datos experimentales, la solución numérica de un modelo de PD tradicional y la salida de un modelo de elementos finitos. Las comparaciones verifican la precisión del cálculo del modelo DH-PD corregido y sus ventajas sobre algunos otros modelos como el modelo PD tradicional.