Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Theoretical and numerical issues on ductile failure prediction - an overview

Cesar de Sa J. M. A., Andrade F. X. C., Andrade Pires F. M.

Computer Methods in Materials Science

|

2010

|

Vol. 10, No. 4

279-293

EN

The main goal of this paper is to give a general overview of some of the recent advances accomplished in the description of ductile damage, both from a theoretical and numerical point of view. To start with, the classical local theory with regard to the thermodynamics of irreversible processes is reviewed where a general elasto-plastic damage model is established. It is also highlighted the assumptions and limitations behind the classical theory when the constitutive equations are obtained from the solution of a constrained maximisation problem. Recent advances on the non-local modelling of ductile damage are also addressed where we shed some light on the principles and consequences of non-locality in elasto-plastic damage models. The issues regarding the efficient numerical implementation of both local and non-local theories are also discussed where special attention is devoted to the implementation of non-local models. In particular, a novel computational strategy, suitable for implementations in commercial programs, is presented for the explicit finite element code LS-DYNA in detail. A FORTRAN code excerpt is given in which the main steps for the implementation of the model are schematically depicted. The effectiveness of the non-local model is assessed through the simulation of an axisymmetric specimen and a sheet metal forming process. It is shown that in both cases the non-local numerical strategy is able to diminish the pathological mesh dependency inherently present in local elasto-plastic damage models.

PL

Celem pracy jest przedstawienie przeglądu najnowszych osiągnięć w zakresie opisu plastycznego pękania, zarówno od strony teoretycznej jak i numerycznej. Na wstępie omówiono klasyczną lokalną teorię odnoszącą się do termodynamiki nieodwracalnych procesów, wykorzystywaną do opisu ogólnego modelu sprężysto-plastycznego pękania. Naświetlono również założenia i ograniczenia klasycznej teorii pojawiające się wtedy, kiedy równania konstytutywne są uzyskiwane z rozwiązania problemu minimalizacji z ograniczeniami. Omówiono też ostatnie osiągnięcia w zakresie nie lokalnego modelowania sprężysto-plastycznego pękania, pokazując zasady i konsekwencje wynikające z nie lokalnego traktowania tego procesu. Zagadnienia związane z efektywnym numerycznym opisem lokalnej i nielokalnej teorii są również omówione w pracy, a specjalną uwagę poświęcono implementacji modeli nie lokalnych. Nowa strategia obliczeniowa, umożliwiająca implementację tych modeli w komercyjnych programach symulacyjnych, została szczegółowo przedstawiona na przykładzie LS-DYNA. Fragmenty kodu w języku FORTRAN, w których pokazano główne kroki implementacji, są przytoczone w pracy. Efektywność nie lokalnego modelu jest oceniona na podstawie symulacji odkształcania osiowosymetrycznych próbek oraz procesów tłoczenia. Wykazano, że w obydwóch analizowanych przypadkach nielokalna strategia numeryczna pozwala na obniżenie wrażliwości rozwiązania na rozmiar siatki, które jest nierozerwalnie związane ze sprężysto-plastycznymi modelami pękania.

2

Fe analysis of strain localization in concrete in elasto-plasticity and damage mechanics with non-local softening

Bobiński J.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2006

|

Vol. 10, No 4

353-375

EN

Results of Finite Element Method (FEM) simulations of a strain localization in concrete specimens are presented. Two different continuum approaches have been used to model to behaviour of concrete: (i) an elasto-plastic constitutive law with the Drucker-Prager criterion in the compression regime and the Rankine criterion in the tensile regime, with isotropic hardening and softening and (ii) an isotropic continuum damage model with the equivalent strain corresponding to the Rankine failure criterion and modified Huber-Mises criterion in terms of strains, with exponential softening. Both constitutive models were enriched by non-local terms to describe strain localization properly, ensure mesh-independence in the softening regime and capture the deterministic size effect. The constitutive models were used to simulate strain localization in concrete in two boundary value problems under plane strain conditions, viz. uniaxial tension and three-point bending. The effect of the characteristic length on load-displacement curves and widths of strain localization is discussed.

3

A Non-local hypoplastic constitutive law to describe shear localisation in granular bodies

Tejchman J.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2003

|

Vol. 50, nr 4

359-379

EN

The paper presents a FE-analysis of shear localisation in granular bodies by a finite element method based on a hypoplastic constitutive law. The law can reproduce essential features of granular bodies depending on the void ratio, pressure level and deformation direction. To realistically simulate the formation of a spontaneous shear zone inside cohesionless sand during plane strain compression, a hypoplastic constitutive law was extended by non-local terms. The effects of initial void ratio, pressure level and a characteristic length on the thickness of an interior shear zone were shown. The numerical results were compared with corresponding laboratory tests.