Peridynamics for damage modelling and propagation via numerical simulations

• Autorzy: Martowicz A.

Warianty tytułu

PL

Perydynamika w modelowaniu uszkodzeń i symulacji ich propagacji w ujęciu numerycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present work provides an overview on the selected applications of peridynamics to damage modelling and simulations of its propagation in mechanical structures. The theoretical fundamentals of the method are briefly described to highlight its advantages and the scope of practical use in the field of computational mechanics. Selected results of numerical analyses are provided to illustrate demanded capabilities. The perspectives of nonlocal and integral based problem formulations for dynamics are discussed.

PL

Artykuł stanowi przegląd wybranych zastosowań perydynamiki w modelowaniu uszkodzeń i symulacji zjawisk ich propagacji w konstrukcjach mechanicznych. Przedstawiono podstawy teoretyczne metody ze szczególnym uwzględnieniem specyfiki zalet perydynamiki w zastosowaniach w mechanice komputerowej. Opisywane zalety metody są zilustrowane wybranymi przykładami analiz numerycznych. Artykuł przedstawia możliwości obliczeniowe nielokalnych sformułowań dla dynamiki bazujących na całkowych równaniach ruchu.

Słowa kluczowe

EN

peridynamics; damage; nonlocal modelling; computational mechanics

PL

perydynamika; uszkodzenie; modelowanie nielokalne; mechanika komputerowa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, No. 1
• Strony: 73--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Martowicz A.

• AGH University of Science and Technology, Department of Robotics and Mechatronics al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Eringen AC, Edelen DGB. On nonlocal elasticity. International Journal of Engineering Science, 1972; 10: 233-248.
• 2. Kröner E, Elasticity theory of materials with long range cohesive forces. International Journal of Solids and Structures, 1967; 3: 731-742.
• 3. Kunin IA, Inhomogeneous elastic medium with nonlocal interactions. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 1967; 8(3): 60-66.
• 4. Leia Y, Friswell MI, Adhikari S. A Galerkin method for distributed systems with non-local damping. International Journal of Solids and Structures, 2006; 43(11-12): 3381-3400.
• 5. Martowicz A, Staszewski WJ, Ruzzene M, Uhl T. Peridynamics as an analysis tool for wave propagation in graphene nanoribbons. Proc. SPIE, Health Monitoring of Structural and Biological Systems, San Diego, USA; 2015.
• 6. Seleson P, Parks ML, Gunzburger M, Lehoucq RB. Peridynamics as an upscaling of molecular dynamics. Journal on Multiscale Modeling and Simulation, 2009; 8(1): 204-227.
• 7. Bazant ZP, Jirasek M. Nonlocal Integral Formulations of Plasticity and Damage: Survey of Progress. Journal of Engineering Mechanics, 2002; 128(11): 1119-1149.
• 8. Martowicz A, Ruzzene M, Staszewski WJ Uhl T. Non-local modeling and simulation of wave propagation and crack growth. AIP Conference Proceedings 1581, 513, AIP Publishing, 2014.
• 9. Hu W, Ha YD, Bobaru F. Peridynamic model for dynamic fracture in unidirectional fiber-reinforced composites. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2012; 217-220: 247-261.
• 10. Martowicz A, Ruzzene M, Staszewski WJ, Rimoli JJ, Uhl T. Out-of-Plane Elastic Waves in 2D Models of Solids: A Case Study for a Nonlocal Discretization Scheme with Reduced Numerical Dispersion. Mathematical Problems in Engineering, 2015; Article ID 584081.
• 11. Martowicz A, Ruzzene M, Staszewski WJ, Rimoli JJ, Uhl T. A nonlocal finite difference scheme for simulation of wave propagation in 2D models with reduced numerical dispersion. Proc. SPIE 9064, Health Monitoring of Structural and Biological Systems, 2014; 90640F, doi: 10.1117/12.2045252.
• 12. Silling SA. Reformulation of elasticity theory for discontinuities and long-range forces. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2000; 48:175-209.
• 13. Bobaru F, Yang M, Alves LF, Silling SA, Askari E, Xu J. Convergence, adaptive refinement, and scaling in 1D peridynamics. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2009; 77: 852-877.
• 14. Madenci E, Oterkus E. Peridynamic theory and its applications. Springer, New York, 2014.
• 15. Martowicz A. Nonlocal modelling for continuum mechanics. Submitted to Mechanics and Control.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).