The revisited phase-field approach to brittle fracture: application to indentation and notch problems
The revisited phase-field approach to brittle fracture: application to indentation and notch problems
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重新审视脆性断裂的相场方法：在压痕和缺口问题中的应用
DOI：
10.1007/s10704-022-00653-z
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发表时间：
2022
影响因子：
2.5
通讯作者：
Lopez-Pamies, O.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kumar, A.;Ravi-Chandar, K.;Lopez-Pamies, O.
在最近的贡献中，Kumar等人（J Mech Phys Solids 142：104027，2020）介绍了一种全面的宏观相场理论，用于在任意准静态加载条件下线性弹性脆性材料中的断裂成核和传播。该理论可以被看作是Francfort和Marigo（J Mech Phys Solids 46：1319-1342，1998）的脆性断裂变分理论的相场近似的自然推广，以解释材料强度。这是通过在控制相场演化的方程中加入外部驱动力来实现的，外部驱动力在物理上代表材料中存在固有微观缺陷的宏观表现。本文的主要目的是继续提供验证结果的理论，面对其预测与直接测量从三个有代表性的类型的实验上常见的，但技术上具有挑战性的问题：（i）的压痕玻璃板与平头圆柱压头和三点弯曲（ii）U形切口和（iii）V形切口PMMA梁。
In a recent contribution, Kumar et al. (J Mech Phys Solids 142:104027, 2020) have introduced a comprehensive macroscopic phase-field theory for the nucleation and propagation of fracture in linear elastic brittle materials under arbitrary quasistatic loading conditions. The theory can be viewed as a natural generalization of the phase-field approximation of the variational theory of brittle fracture of Francfort and Marigo (J Mech Phys Solids 46:1319–1342, 1998) to account for the material strength at large. This is accomplished by the addition of an external driving force—which physically represents the macroscopic manifestation of the presence of inherent microscopic defects in the material—in the equation governing the evolution of the phase field. The main purpose of this paper is to continue providing validation results for the theory by confronting its predictions with direct measurements from three representative types of experimentally common yet technically challenging problems: (i) the indentation of glass plates with flat-ended cylindrical indenters and the three-point bending of (ii) U-notched and (iii) V-notched PMMA beams.
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