High-accuracy phase-field models for brittle fracture based on a new family of degradation functions

رویکردهای فاز فیزیکی براساس اصول بهینه سازی انرژی در سالهای اخیر به سرعت در حال افزایش است و به ویژه برای شبیه سازی آغاز کراک و رشد در شبکه های شکست خورده پیچیده است. در چارچوب فاز فاز، انرژی سطح مربوط به شکل گیری ترک با ارزیابی یک عملکرد تعریف شده بر اساس پارامتر نظم اسکالر و شیب آن محاسبه می شود. این به نوبه خود شکستگی ها را به یک معنی پراکنده توصیف می کند که در مقیاس طول مقرر تنظیم شده است. استقرار اعمال شده از انرژی کل منجر به یک سیستم متصل شده از معادلات دیفرانسیل جزئی می شود که باعث تعادل ولتاژ و کنترل تکامل میدان های میدان می شود. این معادلات از طریق یک تابع تخریب انرژی پیوند داده می شود که از دست دادن سفتی در مواد فله ای به عنوان آسیب به دست می آید. در این مقاله، یک خانواده پارامتری جدید از توابع تخریب معرفی شده است که با هدف افزایش دقت مدل های فاز میدان در پیش بینی بارهای بحرانی مرتبط با خلط خلقی و همچنین انتشار شکستگی های موجود است. یک هدف اضافی حفظ واکنش الاستیک خطی در مواد فله قبل از شکستگی است. از طریق تجزیه و تحلیل نمونه های چند عاملی، ما برتری خانواده خانواده های پیشنهادی را برای تابع تخریب کلاسیک تقارن نشان می دهیم که اغلب در ادبیات استفاده می شود.