Phase field modeling of quasi-static and dynamic crack propagation: COMSOL implementation and case studies

多物理 不连续性分类 有限元法 断裂力学 领域(数学) 计算机科学 相(物质) 软件 结构工程 机械工程 工程类 数学 数学分析 物理 量子力学 程序设计语言 纯数学
作者
Shuwei Zhou,Timon Rabczuk,Xiaoying Zhuang
出处
期刊:Advances in Engineering Software [Elsevier]
卷期号:122: 31-49 被引量:294
标识
DOI:10.1016/j.advengsoft.2018.03.012
摘要

The phase-field model (PFM) represents the crack geometry in a diffusive way without introducing sharp discontinuities. This feature enables PFM to effectively model crack propagation compared with numerical methods based on discrete crack model, especially for complex crack patterns. Due to the involvement of “phased field”, phase-field method can be essentially treated a multifield problem even for pure mechanical problem. Therefore, it is supposed that the implementation of PFM based on a software developer that especially supports the solution of multifield problems should be more effective, simpler and more efficient than PFM implemented on a general finite element software. In this work, the authors aim to devise a simple and efficient implementation of phase-field model for the modelling of quasi-static and dynamic fracture in the general purpose commercial software developer, COMSOL Multiphysics. Notably only the tensile stress induced crack is accounted for crack evolution by using the decomposition of elastic strain energy. The width of the diffusive crack is controlled by a length-scale parameter. Equations that govern body motion and phase-field evolution are written into different modules in COMSOL, which are then coupled to a whole system to be solved. A staggered scheme is adopted to solve the coupled system and each module is solved sequentially during one time step. A number of 2D and 3D examples are tested to investigate the performance of the present implementation. Our simulations show good agreement with previous works, indicating the feasibility and validity of the COMSOL implementation of PFM.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
蓝调完成签到 ,获得积分10
刚刚
迟迟发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
小娃完成签到,获得积分20
4秒前
memore完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
Z.one发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
大饼子圆发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
嗷嗷嗷后发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
等待香寒完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
朝露发布了新的文献求助10
15秒前
剑鱼么么哒完成签到,获得积分10
15秒前
涵霸天发布了新的文献求助10
15秒前
lzy完成签到,获得积分10
16秒前
小L发布了新的文献求助10
17秒前
yjl发布了新的文献求助10
17秒前
zzzej发布了新的文献求助40
17秒前
18秒前
18秒前
调皮的千万完成签到,获得积分10
20秒前
清欢完成签到,获得积分10
22秒前
jy发布了新的文献求助10
22秒前
所所应助TuT88采纳,获得10
22秒前
墨色完成签到,获得积分10
23秒前
新新宝完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
HK发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
28秒前
隐形曼青应助czx采纳,获得10
29秒前
29秒前
万能图书馆应助马浩博采纳,获得10
29秒前
29秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Saponins and sapogenins. IX. Saponins and sapogenins of Luffa aegyptica mill seeds (black variety) 500
Fundamentals of Dispersed Multiphase Flows 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3260841
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2901913
关于积分的说明 8318187
捐赠科研通 2571677
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1397150
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 653663
邀请新用户注册赠送积分活动 632213