Modeling of damage in elastic plastic bodies
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2008.1.4.33Keywords:
Abstract
Numerical aspects of continuum damage modeling are overviewed. The theoretical model, method and results of damage tension test modeling for elastic plastic specimens with macro-pores and rigid inclusions are presented. The macro-pores are directly modeled as circular and elliptic holes of various orientation. The equations of elastic-plastic flow theory are extended to include the kinetic equation for a scalar damage, and the dependence of elastic coefficients and yield limit on the damage is taken into account. It is assumed that the damage starts to grow if the maximal principal strain exceeds the limit value. As the damage grows, the values of elastic coefficients and yield limit tend to zero. It simulates the progressive degradation of elastic properties of the damaged material. The influence of macro-pores and rigid inclusions on spatially averaged stress-strain diagrams is investigated. On the basis of numerical experiments, the recommendations regarding the desirable properties of numerical methods for damage simulation are worked out.
Downloads
References
Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. - М.: МГТУ им. Баумана, 2007. - 592с.
Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. - М.: ЛКИ, 2008. - 256с.
Майнчен Дж., Сак С. Метод расчета «Тензор» // Вычислительные методы в гидродинамике. - М.: Мир, 1967. - С. 185-211.
Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. - 600 с.
Стефанов Ю.П. Некоторые особенности численного моделирования поведения упруго-хрупкопластичных материалов // Физ. мезомех. - 2005. - Т. 8, № 3. - С. 129-142.
Качанов Л. М. О времени до разрушения в условиях ползучести // Изв. АН СССР. ОТН. -1958. - № 8. - С. 26-31.
Работнов Ю.Н. Механизм длительного разрушения // Вопросы прочности материалов и конструкций. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 5-7.
Кондауров В.И., Фортов В.Е. Основы термодинамики конденсированной среды. - М.: МФТИ, 2002. - 336с.
Кондауров В.И., Мухамедиев Ш.А., Никитин Л.В., Рыжак Е.И. Механика разрушения горных пород. - М.: Наука, 1987. - 218 с.
Бураго Н.Г., Кукуджанов В.Н. Численное решение задач континуального разрушения: Препр. / РАН. Ин-т проблем механики. - М., 2004. - С. 1-39 (URL: http://www.ipmnet.ru/~burago/papers/prepr03.pdf).
Bazant Z.P. Reminiscences on four decades of struggle and progress in softening damage and size effect // Concrete J. - 2002. - V. 40, N. 2, - P. 16-28.
Jirasek M. Nonlocal models for damage and fracture: comparison of approaches // Int. J. Solids & Structures. - 1998. - V. 35. - P. 4133-4145. DOI
Krajinovic D. Damage Mechanics. - Amsterdam: Elsevier Science, 1996. - 774 p.
Lemaitre J.A. Course on Damage Mechanics. - Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1996. - 247p.
Oliver J. Continuum modeling of strong discontinuities in solid mechanics using damage models // Comput. Mech. - 1999. - V. 17. - P. 49-61. DOI
Voyiadjis G.Z., Kattan P.I. Advances in Damage Mechanics: Metals and Metal Matrix Composites. - Amsterdam: Elsevier, 1999. - 556p.
Кукуджанов В.Н. Микромеханическая модель разрушения неупругого материала и ее применение к исследованию локализации деформаций // Изв. РАН. МТТ. - 1999. - № 5. - С. 72-86.
Barenblatt G.I. Damage accumulation: a non-local model // Structured Media-Trecop ’01. In memory of professor Ekkehart Kröner. - Poznan: Publishing House of Poznan University of Technology, 2002. - P. 19-28.
Бураго Н.Г., Кукуджанов В.Н. Численное решение упруго-пластических задач методом конечных элементов: Препр. / АН СССР. Ин-т проблем механики. - М., 1988. - 63с (URL: http://www.ipmnet.ru/~burago/papers/prep1988.pdf).
###
Feodos’ev V.I. Soprotivlenie materialov. - M.: MGTU im. Baumana, 2007. - 592s.
Morozov E.M., Nikiskov G.P. Metod konecnyh elementov v mehanike razrusenia. - M.: LKI, 2008. - 256s.
Majncen Dz., Sak S. Metod rasceta <> // Vycislitel’nye metody v gidrodinamike. - M.: Mir, 1967. - S. 185-211.
Fomin V.M., Gulidov A.I., Sapoznikov G.A. i dr. Vysokoskorostnoe vzaimodejstvie tel. - Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 1999. - 600 s.
Stefanov U.P. Nekotorye osobennosti cislennogo modelirovania povedenia uprugo-hrupkoplasticnyh materialov // Fiz. mezomeh. - 2005. - T. 8, No 3. - S. 129-142.
Kacanov L. M. O vremeni do razrusenia v usloviah polzucesti // Izv. AN SSSR. OTN. -1958. - No 8. - S. 26-31.
Rabotnov U.N. Mehanizm dlitel’nogo razrusenia // Voprosy procnosti materialov i konstrukcij. - M.: Izd-vo AN SSSR, 1959. - S. 5-7.
Kondaurov V.I., Fortov V.E. Osnovy termodinamiki kondensirovannoj sredy. - M.: MFTI, 2002. - 336s.
Kondaurov V.I., Muhamediev S.A., Nikitin L.V., Ryzak E.I. Mehanika razrusenia gornyh porod. - M.: Nauka, 1987. - 218 s.
Burago N.G., Kukudzanov V.N. Cislennoe resenie zadac kontinual’nogo razrusenia: Prepr. / RAN. In-t problem mehaniki. - M., 2004. - S. 1-39 (URL: http://www.ipmnet.ru/~burago/papers/prepr03.pdf).
Bazant Z.P. Reminiscences on four decades of struggle and progress in softening damage and size effect // Concrete J. - 2002. - V. 40, N. 2, - P. 16-28.
Jirasek M. Nonlocal models for damage and fracture: comparison of approaches // Int. J. Solids & Structures. - 1998. - V. 35. - P. 4133-4145. DOI
Krajinovic D. Damage Mechanics. - Amsterdam: Elsevier Science, 1996. - 774 p.
Lemaitre J.A. Course on Damage Mechanics. - Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1996. - 247p.
Oliver J. Continuum modeling of strong discontinuities in solid mechanics using damage models // Comput. Mech. - 1999. - V. 17. - P. 49-61. DOI
Voyiadjis G.Z., Kattan P.I. Advances in Damage Mechanics: Metals and Metal Matrix Composites. - Amsterdam: Elsevier, 1999. - 556p.
Kukudzanov V.N. Mikromehaniceskaa model’ razrusenia neuprugogo materiala i ee primenenie k issledovaniu lokalizacii deformacij // Izv. RAN. MTT. - 1999. - No 5. - S. 72-86.
Barenblatt G.I. Damage accumulation: a non-local model // Structured Media-Trecop ’01. In memory of professor Ekkehart Kroner. - Poznan: Publishing House of Poznan University of Technology, 2002. - P. 19-28.
Burago N.G., Kukudzanov V.N. Cislennoe resenie uprugo-plasticeskih zadac metodom konecnyh elementov: Prepr. / AN SSSR. In-t problem mehaniki. - M., 1988. - 63s (URL: http://www.ipmnet.ru/~burago/papers/prep1988.pdf).
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2008 Computational Continuum Mechanics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
