کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6929151 1449357 2018 23 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Moving mesh finite element simulation for phase-field modeling of brittle fracture and convergence of Newton's iteration
ترجمه فارسی عنوان
شبیه سازی عنصر محدود برای شبکه فازی برای مدل سازی فاز میدان شکنی شکننده و همگرایی تکرار نیوتن
کلمات کلیدی
شکستگی ضعیف، مدل میدان فاز، تکرار نیوتن، جابجایی مش، سازگاری با مش، روش عنصر محدود
ترجمه چکیده
یک روش عنصر محدودی مش مش برای حل عددی یک مدل میدان فاز برای شکست شکننده مورد مطالعه قرار گرفته است. روشی معادله دیفرانسیل با استفاده از مش در حال حرکت به صورت پویا جهت ردیابی انتشار تکه تکه استفاده می شود. در ضمن، تجزیه تانسور فشار به مولفه های کششی و فشاری برای موفقیت مدل سازی فاز میدان شکن شکننده ضروری است، اما منجر به یک انرژی انعطاف پذیر غیر صاف و غیر خطی قوی در معادله حاکم می شود. این مسئله باعث می شود معادلات حاکم بسیار مشکل تر باشد و به طور خاص، تکرار نیوتن اغلب ناکام می شود. برای تجزیه تجزیه تانسور فشار، سه روش تنظیم وجود دارد. نمونه های عددی توزیع شکست در زیر بار شبه استاتیک نشان می دهد که تمام روش ها می توانند به طور مؤثری از همگرایی تکرار نیوتن برای مقادیر نسبتا کوچک پارامتر تنظیم، اما بدون صدمه زدن به دقت راه حل عددی، بهبود یابند. آنها همچنین نشان میدهند که روش عنصر محدودی مش مش، قادر است انعطاف پذیری عناصر مش را در اطراف ترک ها ایجاد کند و سیستم های متعدد و پیچیده تر را اداره کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
A moving mesh finite element method is studied for the numerical solution of a phase-field model for brittle fracture. The moving mesh partial differential equation approach is employed to dynamically track crack propagation. Meanwhile, the decomposition of the strain tensor into tensile and compressive components is essential for the success of the phase-field modeling of brittle fracture but results in a non-smooth elastic energy and stronger nonlinearity in the governing equation. This makes the governing equation much more difficult to solve and, in particular, Newton's iteration often fails to converge. Three regularization methods are proposed to smooth out the decomposition of the strain tensor. Numerical examples of fracture propagation under quasi-static load demonstrate that all of the methods can effectively improve the convergence of Newton's iteration for relatively small values of the regularization parameter but without compromising the accuracy of the numerical solution. They also show that the moving mesh finite element method is able to adaptively concentrate the mesh elements around propagating cracks and handle multiple and complex crack systems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 356, 1 March 2018, Pages 127-149
نویسندگان
, , , ,