Energetically motivated crack orientation vector for phase-field fracture with a directional split
Energetically motivated crack orientation vector for phase-field fracture with a directional split
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具有定向分裂的相场断裂的能量驱动裂纹方向矢量
DOI：
10.1007/s10704-022-00633-3
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发表时间：
--
影响因子：
2.5
通讯作者：
Kaliske
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Steinke;Kaliske
相场法对断裂后状态下结构行为的真实近似需要材料点水平上裂纹表面的空间取向信息。对于定向相场分裂，该取向由垂直于裂纹表面定义的裂纹取向矢量指定。另一种方法来确定的方向的基础上的标准断裂力学参数，即在对齐的最大主拉伸应变或应力的方向，研究通过考虑在裂纹演化过程中耗散的应变能密度的量。与梯度法的应用相反，分析方法能够确定应变能密度耗散的所有局部最大值，因此，能够识别全局最大值，这被假设为控制不断发展的裂纹的方向。此外，局部极大值的评估提供了一个新的方面在裂纹分支现象的讨论。由于定向分裂分化成裂纹表面上的拉伸和剪切应力的裂纹驱动贡献，模式I和模式II断裂的一致关系是可用的，并且可以考虑模式依赖的断裂韧性。从而实现了岩石类断裂的真实模拟。此外，数值研究的收敛AT-2型裂纹面密度在一个二维设置。对于定向分裂，也解决了内部锁定以及横向相场演化的问题。
The realistic approximation of structural behavior in a post fracture state by the phase-field method requires information about the spatial orientation of the crack surface at the material point level. For the directional phase-field split, this orientation is specified by the crack orientation vector, that is defined perpendicular to the crack surface. An alternative approach to the determination of the orientation based on standard fracture mechanical arguments, i.e. in alignment with the direction of the largest principle tensile strain or stress, is investigated by considering the amount of dissipated strain energy density during crack evolution. In contrast to the application of gradient methods, the analytical approach enables the determination of all local maxima of strain energy density dissipation and, in consequence, the identification of the global maximum, that is assumed to govern the orientation of an evolving crack. Furthermore, the evaluation of the local maxima provides a novel aspect in the discussion of the phenomenon of crack branching. As the directional split differentiates into crack driving contributions of tension and shear stresses on the crack surface, a consistent relation to Mode I and Mode II fracture is available and a mode dependent fracture toughness can be considered. Consequently, the realistic simulation of rock-like fracture is demonstrated. In addition, a numerical investigation of-convergence for an AT-2 type crack surface density is presented in a two-dimensional setup. For the directional split, also the issues internal locking as well as lateral phase-field evolution are addressed.
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DOI：
10.1137/0913035
发表时间：
1992-03-01
期刊：
SIAM JOURNAL ON SCIENTIFIC AND STATISTICAL COMPUTING
影响因子：
--
作者：
VANDERVORST, HA
通讯作者：
VANDERVORST, HA
三维动态断裂相场模型及其高效数值实现
DOI：
--
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Hofacker;C. Miehé
通讯作者：
C. Miehé
影响因子：
5.3
作者：
Erwan Tanné;Tianyi Li;B. Bourdin;J. Marigo;C. Maurini
通讯作者：
Erwan Tanné;Tianyi Li;B. Bourdin;J. Marigo;C. Maurini
非线性材料行为的具有代表性裂纹元素的相场断裂
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
Pamm
影响因子：
--
作者：
J. Storm;M. Kaliske
通讯作者：
M. Kaliske
影响因子：
2.5
作者：
C. Steinke;Kaan Özenç;Gor Chinaryan;M. Kaliske
通讯作者：
C. Steinke;Kaan Özenç;Gor Chinaryan;M. Kaliske