Simulation of crack propagation using a gradient-enriched ductile damage model based on dilatational strain
Simulation of crack propagation using a gradient-enriched ductile damage model based on dilatational strain
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使用基于膨胀应变的梯度富集延性损伤模型模拟裂纹扩展
DOI：
10.1016/j.engfracmech.2012.07.004
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发表时间：
2012
影响因子：
5.4
通讯作者：
M. Kuna
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Linse;G. Hütter;M. Kuna
基于细观有限元方法的隐式梯度公式被应用于Gurson-Tvergaard-Needleman延性损伤模型。该模型的稳定性证明分析所考虑的一类材料。损伤模型是在一个隐式的有限元代码中实现的更新拉格朗日公式，将一个目标的时间积分计划和一致的切线模量的二次收敛。应用该模型模拟了典型压力容器用钢的断裂力学试验。研究的重点是裂纹尖端的韧性损伤和应力状态的演变。结果表明，该模型真实地反映了裂纹萌生和扩展的不同阶段。提出了一个用内长度参数表示的网格收敛条件。
An implicit gradient formulation based on the micro-dilatational approach is applied to the Gurson–Tvergaard–Needleman ductile damage model. The stability of the model is proven analytically for the considered class of materials. The damage model is implemented in an implicit finite-element code in an Updated Lagrangian formulation incorporating an objective time integration scheme and consistent tangent moduli for quadratic convergence. The model is applied to simulate a fracture mechanical test of a typical pressure vessel steel. The investigations are focused on the evolution of ductile damage and stress state at the crack tip. The results show that the model captures the different stages of crack initiation and propagation realistically. A condition for mesh-convergence in terms of the internal length parameter is suggested.
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