Журнал прикладного машиностроения

Абстрактный

Исследование потенциальных трещин методом XFEM с использованием двух классических тестов

Мартинес Консепсьон ЭР, Де Фариас ММ и Евангелиста Ф

В этой работе используется расширенный метод конечных элементов (XFEM), сначала для моделирования механизмов зарождения и распространения трещин в плоских моделях, а затем для определения особенностей распределения напряжений в ближайшем окружении фронтальной трещины, вставленной в трехмерные модели. Основой XFEM является известный метод конечных элементов (FEM), добавляющий степени свободы и функции обогащения, которые служат для описания локальных разрывов в модели. В XFEM геометрия трещины разрабатывается независимо от сетки, что позволяет ей свободно перемещаться по домену без необходимости адаптации сетки к разрыву. Другими словами, XFEM воспроизводит разрыв поля смещения вдоль трещины, не дискретизируя эту особенность непосредственно в сетке. XFEM выполняет пространственную дискретизацию двух классических моделей в механике разрушения: испытание на изгиб с одним краем и надрезом (SEN (B)); и испытание на растяжение компактного диска (CDT). Критерий распространения основан на пропорции высвобождаемой энергии и коэффициентах интенсивности напряжений (SIF). Решения, предоставленные численной моделью XFEM, показали отличное согласие с результатами, полученными из экспериментальных данных.