Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical simulations of strain localization for large strain damage - plasticity model

Wcisło B., Pamin J.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 2

231--237

EN

This paper deals with the phenomenon of strain localization in nonlinear and nonlocal material models. Particularly, in the description of the material not only nonlinear constitutive relations (damage, plasticity) are included, but also geometrical nonlinearities (large strains) are taken into account. The strain localization in the analysed model has a twofold source: geometrical effects (necking) and softening due to damage of the material. To avoid pathological mesh sensitivity of numerical test results the gradient averaging is applied in the damage model. The material description is implemented within the finite element method and numerical simulations are performed for a uniaxial tensile bar benchmark. Selected results are presented for the standard and regularized continuum.

PL

Artykuł dotyczy zjawiska lokalizacji odkształceń w nieliniowych i nielokalnych modelach materiałowych. W szczególności, przedstawiony opis materiału zawiera nie tylko nieliniowe związki konstytutywne (uszkodzenie, plastyczność), ale również nieliniowości geometryczne (duże odkształcenia). Lokalizacja odkształceń w analizowanym modelu ma dwojakie źródło: efekty geometryczne (szyjkowanie) oraz osłabienie spowodowane uszkodzeniem materiału. Zastosowanie standardowych modeli continuum nie prowadzi do poprawnej symulacji zachowania materiałów z osłabieniem. Spowodowane jest to utratą eliptyczności równań równowagi, gdy zależność między naprężeniami a odkształceniami wchodzi na ścieżkę opadającą. W takim przypadku odkształcenia lokalizują się w najmniejszej możliwej objętości materiału, która w symulacji numerycznej określona jest przez rozmiar elementu skończonego. Aby uniknąć patologicznej zależności wyników testów numerycznych od dyskretyzacji należy zastosować odpowiednią regularyzację. W niniejszej pracy zastosowano uśrednianie gradientowe, w którym istotną rolę odgrywa wewnętrzna skala długości. Jest to dodatkowy parametr materiału związany z jego mikrostrukturą, który może określać szerokość strefy lokalizacji odkształceń. W artykule przedstawiono zwięźle opis analizowanego modelu sprężysto-plastycznego sprzężonego z uszkodzeniem przy dużych odkształceniach oraz zastosowanej regularyzacji gradientowej. Model ten został oprogramowany w pakiecie Ace- Gen w środowisku Mathematica oraz przetestowany przy użyciu pakietu AceFEM. W pracy zaprezentowane są wybrane wyniki symulacji rozciągania pręta dla różnych wariantów przyjętego opisu materiału, w których można zaobserwować lokalizację odkształceń zarówno związaną z osłabieniem materiału jak i osłabieniem geometrycznym.

2

Gradient-enhanced damage model for large deformations of elastic-plastic materials

Wcisło B., Pamin J., Kowalczyk-Gajewska K.

Archives of Mechanics

|

2013

|

Vol. 65, nr 5

407--428

EN

This paper deals with the development of a family of gradient-enhanced elasticity-damage-plasticity models for the simulation of failure in metallic and composite materials. The model incorporates finite deformations and is developed with the assumption of isotropy and isothermal conditions. The gradient enhancement applied to the damage part of the model aims at removing pathological sensitivity to the finite element discretization which can occur due to material softening. The attention is focused on the algorithmic aspects and on the implementation of the model using AceGen tool. The numerical verification tests of the described model are performed using the Mathematica-based package AceFEM. Particularly, uniaxial tension test for a bar with a variable cross-section and tension of a perforated plate are examined.

3

Gradient damage with volumetric-deviatoric decomposition and one strain measure

Wosatko A.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 4

254-263

EN

The paper presents a two-field formulation of the gradient-enhanced damage model and its application. This isotropic model is characterized by two damage parameters with a volumetric-deviatoric decomposition. However, one strain measure governs the development of damage as for the scalar description. The theory is verified by means of one-element benchmarks and also a more sophisticated simulation, namely the splitting of concrete cylinder in the Brazilian test is discussed.

PL

Artykuł przedstawia dwupolowe sformułowanie gradientowego modelu mechaniki uszkodzeń i jego zastosowanie. Ten izotropowy model charakteryzują dwa parametry uszkodzenia z podziałem aksjatorowo-dewiatorowym. Jednakże jedna miara odkształcenia decyduje o rozwoju uszkodzenia jak w opisie skalarnym. Teoria jest zweryfikowana za pomocą testów jednoelementowych, a także bardziej zaawansowanej symulacji rozłupywania betonowego cylindra w tzw. teście brazylijskim.