Ductile damage models and cohesive laws incorporate the material plasticity entailing the growth of irrecoverable deformations even after complete failure. This unrealistic growth remains concealed until the unilateral effects arising from the crack closure emerge. We address this issue by proposing a new strategy to cope with the entire process of failure, from the very inception in the form of diffuse damage to the final stage, i.e. the emergence of sharp cracks. To this end, we introduce a new strain field, termed discontinuity strain, to the conventional additive strain decomposition to account for discontinuities in a continuous sense so that the standard principle of virtual work applies. We treat this strain field similar to a strong discontinuity, yet without introducing new kinematic variables and nonlinear boundary conditions. In this paper, we demonstrate the effectiveness of this new strategy at a simple ductile damage constitutive model. The model uses a scalar damage index to control the degradation process. The discontinuity strain field is injected into the strain decomposition if this damage index exceeds a certain threshold. The threshold corresponds to the limit at which the induced imperfections merge and form a discrete crack. With three-point bending tests under pure mode I and mixed-mode conditions, we demonstrate that this augmentation does not show the early crack closure artifact which is wrongly predicted by plastic damage formulations at load reversal. We also use the concrete damaged plasticity model provided in Abaqus commercial finite element program for our comparison. Lastly, a high-intensity low-cycle fatigue test demonstrates the unilateral effects resulting from the complete closure of the induced crack.


翻译:韧性损伤模型和粘聚定律包含材料塑性,即使在完全失效后仍会导致不可恢复变形的增长。这种不切实际的增长在裂纹闭合引发的单边效应出现之前一直隐藏。我们提出了一种新策略来解决这一问题,该策略涵盖从弥散损伤形式的最初萌生到最终阶段(即尖锐裂纹的出现)的整个失效过程。为此,我们在传统的加法应变分解中引入一种新的应变场,称为不连续应变场,以连续方式考虑不连续性,从而使标准虚功原理仍然适用。我们将该应变场视为类似于强不连续性的应变场,但无需引入新的运动学变量和非线性边界条件。在本文中,我们通过一个简单的韧性损伤本构模型验证了该新策略的有效性。该模型使用标量损伤指数来控制退化过程。当损伤指数超过某一阈值时,不连续应变场被注入到应变分解中。该阈值对应于诱导缺陷合并并形成离散裂纹的极限。通过纯I型及混合模式下的三点弯曲试验,我们证明这种增强方法不会出现荷载反向时塑性损伤公式错误预测的早期裂纹闭合伪影。我们还采用Abaqus商业有限元程序中提供的混凝土损伤塑性模型进行对比。最后,通过高强度低周疲劳试验展示了诱导裂纹完全闭合所产生的单边效应。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
21+阅读 · 2021年5月1日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月16日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月15日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员