کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4964080 1447424 2016 62 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A multiscale finite element method with embedded strong discontinuity model for the simulation of cohesive cracks in solids
ترجمه فارسی عنوان
یک روش عناصر محدود عاملی با مدل انسداد قوی برای شبیه سازی ترکهای انسانی در جامدات
کلمات کلیدی
روش المان محدود چند منظوره، عنصر درشت زده پیشرفته مدل انقباضی قوی جاسازی شده، مدل انعطاف پذیر، ترک،
ترجمه چکیده
یک روش چند بعدی عددی محدود با مدل انسداد قوی تعبیه شده برای شبیه سازی ترکهای تک در جامد پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی، توصیف سینماتیک از عدم قطع و تقسیم فضا با توجه به مقیاس ریز با رویکرد انقباضی قوی در نظر گرفته شده است. سپس به منظور صحیح و به راحتی اطلاعات دائمی بین مقیاس درشت و مقیاس زیبا ارائه می شود، یک استراتژی عنصر درشت بزرگ برای ساختن توابع پایه چندمتغیره که می تواند ویژگی های متداول را ضبط کند و دقت کافی برای واحد را حفظ کند پیشنهاد شده است. سلول ها یک اختلال شدید را نشان می دهند. ایده اصلی این است که گره های درشت عنصر درشت افزایش می تواند به صورت پویا با توجه به شناسایی تقاطع بین مسیر ترک و مرزهای سلول واحد در طی روش محاسبات اضافه شود. استراتژی کمبودی را در بر می گیرد که عناصر درشت سنتی روش متداول عناصر محدود عددی چندگانه نمیتوانند ملک جهش جابجایی در مرز سلول واحد را مشخص کنند. علاوه بر این، برای جابجایی میکروسکوپی به طور دقیق، تکنیک تجزیه جابجایی برای تغییر محاسبات مقیاس با افزودن راه حل های متضاد اتخاذ می شود. نمونه های عددی از آزمایشات تنش و خمش طبیعی برای اعتبارسنجی روش پیشنهادی با مقایسه نتایج با راه حل های عنصر تحلیلی یا عناصر نهایی ارائه شده است. در نهایت، معیارهای خمش سه نقطه و خمش چهار نقطه برای نشان دادن اثربخشی و کارایی بالا این روش انجام می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
یک روش عناصر محدود عاملی با مدل انسداد قوی برای شبیه سازی ترکهای انسانی در جامدات
چکیده انگلیسی
A multiscale finite element method with the embedded strong discontinuity model is proposed to simulate the cohesive cracks in solids. In the proposed method, the kinematic descriptions of the strong discontinuity and space discretization are considered based on the fine-scale with the strong discontinuity approach. Then, in order to correctly and conveniently deliver the discontinuous information between the coarse-scale and fine-scale, an enhanced coarse element strategy is proposed to construct the multiscale base functions that can well capture the discontinuous characteristics and preserve an adequate accuracy for the unit cells exhibiting a strong discontinuity. The main idea is that the coarse nodes of the enhanced coarse element can be dynamically added according to the identification of the intersection between the crack path and the boundaries of the unit cell during the computational procedure. The strategy overcomes the deficiency that the traditional coarse elements in the multiscale finite element method cannot well characterize the displacement jump property on the boundary of the unit cell. Moreover, to accurately obtain the microscopic displacement, the displacement decomposition technique is adopted to modify the downscale computations by adding the perturbation solutions. Numerical examples of normal tension and bending tests are presented to validate the proposed method by comparing the results with the analytical or fine finite element solutions. Finally, the three-point bending and four-point bending benchmarks are performed to further demonstrate the effectiveness and high efficiency of the method.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering - Volume 311, 1 November 2016, Pages 576-598
نویسندگان
, , , ,