On the implementation of finite deformation gradient-enhanced damage models
On the implementation of finite deformation gradient-enhanced damage models
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有限变形梯度增强损伤模型的实现
DOI：
10.1007/s00466-019-01684-5
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发表时间：
2019
影响因子：
4.1
通讯作者：
Menzel, Andreas
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ostwald, Richard;Kuhl, Ellen;Menzel, Andreas
我们引入了一个全面的框架，有效地实施有限变形梯度正则化损伤公式在现有的有限元代码。数值实现建立在一个热-机械完全耦合的有限元公式，其中热方程的解决方案的能力是利用损伤正则化。变分一致的，梯度扩展和几何非线性损伤公式是基于一个整体的自由能函数，其中的标准本地自由能的贡献是由两个非本地项相加扩展。第一附加项基本上包含非局部损伤变量的参考梯度。其次，添加一个罚项来耦合局部损伤变量（其演化由常微分方程控制）和非局部损伤场变量（由附加的椭圆型平衡方程控制）。
We introduce a comprehensive framework for the efficient implementation of finite deformation gradient-regularised damage formulations in existing finite element codes. The numerical implementation is established within a thermo-mechanically fully coupled finite element formulation, where the heat equation solution capabilities are utilised for the damage regularisation. The variationally consistent, gradient-extended and geometrically non-linear damage formulation is based on an overall free energy function, where the standard local free energy contribution is additively extended by two non-local terms. The first additional term basically contains the referential gradient of the non-local damage variable. Secondly, a penalty term is added to couple the local damage variable—the evolution of which is governed by an ordinary differential equation—and the non-local damage field variable that is governed by an additional balance equation of elliptic type.
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