مدل سازی شکست مواد شکل پذیر بر اساس مدل دراکر-پراگر و روش میدان فاز

در این مقاله با ترکیب مدل رفتار پلاستیک و روش میدان فاز مدلی جهت شبیه سازی شکست مواد شکل پذیر پیشنهاد شده است. مدل پلاستیسیته دراکر-پراگر که هم برای فلزات و هم برای پلیمرها، فوم ها، خاک، بتن و دیگر مواد وابسته به فشار قابل استفاده است، با روش میدان فاز ترکیب شده است. به عبارت دیگر مدل توانایی در نظر گرفتن اثرات فشار در فرآیند تسلیم و شکست مواد شکل پذیر را دارد. چگونگی استخراج معادلات حاکم از کمینه سازی انرژی کل، پیاده سازی اجزای محدود مدل، گسسته سازی و دیگر جزئیات حل تشریح شده است. الگوریتم های انتگرال گیری ارائه شده و چگونگی ترکیب رفتار ماده با متغیر میدان فاز جهت در نظر گرفتن اثرات ترک شرح داده شده است. جهت کنترل فرآیند شکست، متغیری جهت کنترل نیروی محرکه میدان فاز، معرفی شده است. در انتها با کمک شبیه سازی عددی، چگونگی تقریب ترک به روش میدان فاز بررسی شده و محدوده ثابت طول برای تقریب دقیق ترک به دست آمده است. نمونه هایی با هندسه و بارگذاری مختلفی انتخاب شده که صحت و دقت مدل و الگوریتم انتگرال گیری پیشنهادی با مقایسه با مقایسه آن ها با اطلاعات تجربی موجود تایید شده است. در نهایت توانایی مدل در پیش بینی مسیر ترک در مدهای مختلف شکست با استفاده از نمونه آرکان نشان داده شده است.

کلیدواژه ها:

Ductile fracture ، Phase field method ، Finite element ، Drucker-Prager ، Integration algorithm ، شکست نرم ، روش میدان فاز ، اجزای محدود ، دراکر-پراگر ، الگوریتم انتگرال گیری