Mesh and timestep sensitivity of fracture from thermal strains using peridynamics implemented in Abaqus
Mesh and timestep sensitivity of fracture from thermal strains using peridynamics implemented in Abaqus
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使用 Abaqus 中实现的近场动力学计算热应变断裂的网格和时间步长敏感性
DOI：
10.1016/j.cma.2013.05.001
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发表时间：
2013
影响因子：
7.2
通讯作者：
Beckmann R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beckmann R
本文研究了如何双材料带，建模使用基于键的周向有限元（FE）代码Abaqus/标准，使用桁架元素，分层时，受到定期均匀的温度变化。已经发现，对于加热和冷却，裂纹沿界面向内沿着生长，这将两层完全分开。在这两种情况下，微裂纹也垂直于界面形成，通过止动或弯曲来适应载荷。在δ收敛测试中，裂纹图案似乎不受网格粗糙度的影响，除非裂纹由于缺乏分辨率而合并。然而，改变所使用的隐式时间步的长度，从而改变每步诱导的热应变，会强烈影响微裂纹的数量和分布，微裂纹在非常小的时间步内完全消失。模拟的热冲击产生更均匀的间隔，更长的微裂纹，由于在热冲击过程中建立的应力。
This paper investigates how a bi-material strip, modelled using bond-based peridynamics implemented into the finite element (FE) code Abaqus/Standard, using truss elements, delaminates when subjected to regular uniform temperature changes. It has been found that for both heating and cooling, a crack grows inwards along the interface, which separates the two layers completely. In both cases, microcracks also form perpendicular to the interface, which adapt to loads by either arresting or curving. The crack patterns appear unaffected by mesh coarseness in a δ-convergence test, except when cracks merge due to lack of resolution. However, changing the length of the implicit timestep used, and therefore the induced thermal strain per step, strongly affects the number and distribution of microcracks, which vanish completely for very small timesteps. A simulated thermal shock yielded more evenly spaced, longer microcracks due to the stresses built up during the thermal shock.
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