Peridynamic analysis of materials interface fracture with thermal effect

周动力 材料科学 应变能释放率 断裂(地质) 剪切(物理) 残余应力 复合材料 热的 断裂力学 有限元法 结构工程 机械 连续介质力学 物理 气象学 工程类
作者
Heng Zhang,Xiong Zhang
出处
期刊:Theoretical and Applied Fracture Mechanics [Elsevier BV]
卷期号:120: 103420-103420 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.tafmec.2022.103420
摘要

A thermomechanical peridynamic framework is established for fracture analysis of dissimilar material interface coupled with residual thermal effect. In this frame, an extended peridynamic mixed-mode failure model considering thermal effect is proposed for interfacial fracture prediction, and the peridynamics-based methods for interface crack energy release rate and mode mixity computations are given. Meanwhile, a new peridynamic contact model is proposed for frictional contact modeling of crack surfaces. Then, three examples of the single edge-notched bimaterial (SENB), asymmetric bimaterial cantilever beams (ABCB) and four-point shearing (FPS) tests, are analyzed for the model verification and application. The elastic and interfacial fracture behaviors of these tests are predicted by the proposed peridynamic models, and compared to the analytical and the FEM solutions. The results show that the proposed peridynamic models can successfully predict the failure characteristics of materials interface, and capture the role of residual thermal effect on the interfacial fracture.
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