Numerical models of fracture dynamics
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2009.2.3.18Keywords:
fracture dynamics, incubation time, crack dynamics, finite element method, fracture arrest, cleavageAbstract
This paper is concerned with the problems related to the embedment of an incubation time brittle fracture criterion into finite-element computational schemes. Several examples of how the incubation time fracture criterion can be used as a fracture condition in finite element computational schemes are given. Applicability of the approach for prediction of initiation, propagation and arrest of dynamic fracture is demonstrated.
Downloads
References
Морозов Н.Ф., Петров Ю.В., Уткин А.А. К расчету предельной интенсивности импульсных динамических нагрузок // Изв. АН СССР. МТТ. - 1988. - № 5. - С. 180-182.
Petrov Y.V., Morozov N.F. On the modeling of fracture of brittle solids // ASME J. Appl. Mech. - 1994. - Т. 61. - С. 710-712. DOI
Петров Ю.В. О «квантовой» природе динамического разрушения твердых тел // Докл. АН СССР. - 1991. - Т. 321, № 1. - С.66-68.
Morozov N., Petrov Y. Dynamics of Fracture. - Berlin-Hidelberg-New York: Springer-Velrag. - 2000. - 170с.
Petrov Y.V., Morozov N.F., Smirnov V.I. Structural Macromechanics Approach in Dynamics of Fracture // Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. - 2003. - Т. 26. - С. 363-372. DOI
Петров Ю.В. Критерий инкубационного времени и импульсная прочность сплошных сред: разрушение, кавитация, электрический пробой // Докл. РАН. - 2004. - Т. 395, №5. - С. 621-625.
Петров Ю.В., Ситникова Е.В. Прогнозирование динамической трещиностойкости конструкционных материалов на примере разрушения авиационного сплава при ударном воздействии // ЖТФ. - 2004. - Т. 74, вып. 1. - С. 58-61.
Naimark O.B., Uvarov S.V. Nonlinear crack dynamics and scaling aspects of fracture (experimental and theoretical study) // Int. J. of Fracture. - 2004. - Т. 128. - С. 285-292. DOI
Bratov V., Petrov Y. Application of incubation time approach to simulate dynamic crack propagation // Int. J. of Fracture. - 2007. - Т. 146. - С. 53-60. DOI
Bratov V., Petrov Y. Optimizing energy input for fracture by analysis of the energy required to initiate dynamic mode I crack growth // Int. J. of Solids and Struc. - 2007. - Т. 44. - С. 2371-2380. DOI
Братов В.А., Петров Ю.В. Применение критерия инкубационного времени для описания распространения динамических трещин // Докл. РАН. - 2007. - Т. 416, № 5. - С. 624-626.
Братов В.А., Морозов Н.Ф., Петров Ю.В. Моделирование контакта спутника SMART1 с поверхностью Луны // Докл. РАН. - 2008. - Т. 419, № 1. - С.54-57
Каштанов А.В., Морозов Н.Ф., Петров Ю.В. Фрактальная модель разрушения упругой плоскости с угловыми вырезами // Докл. РАН. - 1999. - Т. 367, № 2. - С.194-197.
Xu X-P, Needleman A. Numerical simulation of fast crackgrowth in brittle solids // J Mech. Phys. Solids. - 1994. - Т. 42. - С. 1397-1434. DOI
Camacho G, Ortiz M. Computational modelling of impact damage in brittle materials // Int J. Solids and Struct. - 1996. - Т. 33. - С. 2899-2938. DOI
Ortiz M, Pandolfi A. A class of cohesive elements for the simulation of three-dimensional crack propagation // Int J Numer. Meth. Eng. - 1999. - Т. 44. - С. 1267-1282. DOI
Song J., Wang H., Belytschko T. A comparative study on finite element methods for dynamic fracture // Comput. Mech. - 2008. - Т. 42. - С. 239-250. DOI
Бураго Н.Г. Моделирование разрушения упругопластических тел // Вычисл. мех. сплош. сред. - 2008. - Т. 1. - № 4. - С. 5-20.
Высокоскоростное взаимодействие тел / В.М. Фомин, А.И. Гулидов, Г.А. Сапожников и др. - Новосибирск: Изд. СО РАН. - 1999. - 600с.
Садырин А.И. Алгоритм нерегулярной перестройки плоских треугольных сеток в МКЭ // Прикл. пробл. прочн. и пласт. Алгоритмизация и автоматизация решения задач упругости пластичности / Межвуз. сб. научн. тр. - Горький: Горьк. ун-т. - 1985. - С. 8-13.
Фонарев А.В. Применение произвольных треугольных разностных сеток к решению задач импульсного деформирования упругопластических тел // Модели деформирования и разрушения композиционных материалов. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1988. - С. 84-89.
Ravi-Chandar, K., Knauss, W.G. An experimental investigation into dynamic fracture: I. Crack initiation and arrest // Int. J. of Fracture. - 1984. - Т. 25. - С. 247-262. DOI
ANSYS. User’s Guide, Release 11.0. - Pennsylvania, USA: ANSYS Inc. - 2006. - 530с.
ESA. Press Release // http://www.esa.int/esaCP/SEM7A76LARE_index_0.html (дата обращения 8 сентября 2009 г.).
ESA. Press Release // http://www.esa.int/esaCP/SEMV386LARE_index_0.html (дата обращения 8 сентября 2009 г.).
Морозов Н.Ф., Петров Ю.В., Иванов Б.А., Маров М.Я., Смирнов В.И. О прогнозировании пороговой энергии разрушения в механике ударного кратерообразования // Докл. РАН. - 2007. - Т. 412, № 1. - С. 56-58.
###
Morozov N.F., Petrov U.V., Utkin A.A. K rascetu predel’noj intensivnosti impul’snyh dinamiceskih nagruzok // Izv. AN SSSR. MTT. - 1988. - No 5. - S. 180-182.
Petrov Y.V., Morozov N.F. On the modeling of fracture of brittle solids // ASME J. Appl. Mech. - 1994. - T. 61. - S. 710-712. DOI
Petrov U.V. O <> prirode dinamiceskogo razrusenia tverdyh tel // Dokl. AN SSSR. - 1991. - T. 321, No 1. - S.66-68.
Morozov N., Petrov Y. Dynamics of Fracture. - Berlin-Hidelberg-New York: Springer-Velrag. - 2000. - 170s.
Petrov Y.V., Morozov N.F., Smirnov V.I. Structural Macromechanics Approach in Dynamics of Fracture // Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. - 2003. - T. 26. - S. 363-372. DOI
Petrov U.V. Kriterij inkubacionnogo vremeni i impul’snaa procnost’ splosnyh sred: razrusenie, kavitacia, elektriceskij proboj // Dokl. RAN. - 2004. - T. 395, No5. - S. 621-625.
Petrov U.V., Sitnikova E.V. Prognozirovanie dinamiceskoj tresinostojkosti konstrukcionnyh materialov na primere razrusenia aviacionnogo splava pri udarnom vozdejstvii // ZTF. - 2004. - T. 74, vyp. 1. - S. 58-61.
Naimark O.B., Uvarov S.V. Nonlinear crack dynamics and scaling aspects of fracture (experimental and theoretical study) // Int. J. of Fracture. - 2004. - T. 128. - S. 285-292. DOI
Bratov V., Petrov Y. Application of incubation time approach to simulate dynamic crack propagation // Int. J. of Fracture. - 2007. - T. 146. - S. 53-60. DOI
Bratov V., Petrov Y. Optimizing energy input for fracture by analysis of the energy required to initiate dynamic mode I crack growth // Int. J. of Solids and Struc. - 2007. - T. 44. - S. 2371-2380. DOI
Bratov V.A., Petrov U.V. Primenenie kriteria inkubacionnogo vremeni dla opisania rasprostranenia dinamiceskih tresin // Dokl. RAN. - 2007. - T. 416, No 5. - S. 624-626.
Bratov V.A., Morozov N.F., Petrov U.V. Modelirovanie kontakta sputnika SMART1 s poverhnost’u Luny // Dokl. RAN. - 2008. - T. 419, No 1. - S.54-57
Kastanov A.V., Morozov N.F., Petrov U.V. Fraktal’naa model’ razrusenia uprugoj ploskosti s uglovymi vyrezami // Dokl. RAN. - 1999. - T. 367, No 2. - S.194-197.
Xu X-P, Needleman A. Numerical simulation of fast crackgrowth in brittle solids // J Mech. Phys. Solids. - 1994. - T. 42. - S. 1397-1434. DOI
Camacho G, Ortiz M. Computational modelling of impact damage in brittle materials // Int J. Solids and Struct. - 1996. - T. 33. - S. 2899-2938. DOI
Ortiz M, Pandolfi A. A class of cohesive elements for the simulation of three-dimensional crack propagation // Int J Numer. Meth. Eng. - 1999. - T. 44. - S. 1267-1282. DOI
Song J., Wang H., Belytschko T. A comparative study on finite element methods for dynamic fracture // Comput. Mech. - 2008. - T. 42. - S. 239-250. DOI
Burago N.G. Modelirovanie razrusenia uprugoplasticeskih tel // Vycisl. meh. splos. sred. - 2008. - T. 1. - No 4. - S. 5-20.
Vysokoskorostnoe vzaimodejstvie tel / V.M. Fomin, A.I. Gulidov, G.A. Sapoznikov i dr. - Novosibirsk: Izd. SO RAN. - 1999. - 600s.
Sadyrin A.I. Algoritm neregularnoj perestrojki ploskih treugol’nyh setok v MKE // Prikl. probl. procn. i plast. Algoritmizacia i avtomatizacia resenia zadac uprugosti plasticnosti / Mezvuz. sb. naucn. tr. - Gor’kij: Gor’k. un-t. - 1985. - S. 8-13.
Fonarev A.V. Primenenie proizvol’nyh treugol’nyh raznostnyh setok k reseniu zadac impul’snogo deformirovania uprugoplasticeskih tel // Modeli deformirovania i razrusenia kompozicionnyh materialov. - Sverdlovsk: UNC AN SSSR, 1988. - S. 84-89.
Ravi-Chandar, K., Knauss, W.G. An experimental investigation into dynamic fracture: I. Crack initiation and arrest // Int. J. of Fracture. - 1984. - T. 25. - S. 247-262. DOI
ANSYS. User’s Guide, Release 11.0. - Pennsylvania, USA: ANSYS Inc. - 2006. - 530s.
ESA. Press Release // http://www.esa.int/esaCP/SEM7A76LARE_index_0.html (data obrasenia 8 sentabra 2009 g.).
ESA. Press Release // http://www.esa.int/esaCP/SEMV386LARE_index_0.html (data obrasenia 8 sentabra 2009 g.).
Morozov N.F., Petrov U.V., Ivanov B.A., Marov M.A., Smirnov V.I. O prognozirovanii porogovoj energii razrusenia v mehanike udarnogo krateroobrazovania // Dokl. RAN. - 2007. - T. 412, No 1. - S. 56-58.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2009 Computational Continuum Mechanics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
