- Tytuł:
-
Effect of characteristic length on nonlocal prediction of damage and fracture in concrete
Wpływ długości charakterystycznej na prognozowanie rozwoju uszkodzeń i pękania w betonie przy zastosowaniu podejścia nielokalnego - Autorzy:
-
Egner, H.
Skrzypek, J. J.
Egner, W. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/281082.pdf
- Data publikacji:
- 2006
- Wydawca:
- Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
- Tematy:
-
uszkodzenia
pękania
beton
nonlocal approach
characteristic length
mesh-dependence - Opis:
-
The paper deals with a new nonlocal integral-type model for simulation of an anisotropic, localised damage and for prediction of combined failure modes in a plane-notched concrete specimen. The nonlocal incremental-type model of the elastic-brittle-damage material is an extension of the relevant local model originated by Murakami and Kamiya (1997), modified later to the incremental form by Kuna-Ciskał and Skrzypek (2004). In order to avoid the mesh-dependence and ensure stability and convergence, two localisation limiters are examined: the concept of Nonlocal Averaging (NA) and the additional Cut-off Algorithm (CA), applied to damage conjugate thermodynamic forces. The elastic-brittle damage constitutive equations are formulated in an incremental and nonlocal fashion, by the use of a damage dissipation potential defined in the space of averaged regularised damage variables instead of the corresponding local ones. The Gauss distribution function is taken as the weight function for the definition of a nonlocal continuum. In order to assess how much the new nonlocal model is capable of describing localised strain and damage fields, an example of the plane double-notched specimen of Nooru-Mohammed (1992) is examined. Much emphasis is put to proper choice of the characteristic length of the nonlocal continuum. Convergence of the mesh size is proved for both, the damage incubation period and fracture, when a single localisation limiter (NA) is active.
W pracy opisany został nowy, nielokalny model typu całkowego do symulacji rozwoju anizotropowych uszkodzeń w betonie. Przedstawiony model nielokalny jest rozwinięciem modelu lokalnego zaproponowanego w pracy Murakami i Kamiya (1997), a zmodyfikowanego do formy przyrostowej w pracy Kuna-Ciskał i Skrzypek (2004). W celu uniknięcia zależności rozwiązania numerycznego od siatki MES oraz zapewnienia stabilności i zbieżności zastosowano w obecnej pracy dwa sposoby ograniczania lokalizacji: nielokalne uśrednianie(NA) oraz algorytm obcinania (CA), oba zastosowane do sił termodynamicznych sprzężonych ze zmiennymi stanu uszkodzenia. Równania konstytutywne materiału sprężysto-kruchego zapisane zostały w formie przyrostowej z zastosowaniem zmiennych nielokalnych przy użyciu potencjału dyssypacji zdefiniowanego w przestrzeni uśrednionych zmiennych stanu uszkodzenia. Jako funkcję wagową przyjęto funkcję Gaussa. Przy pomocy opisanego modelu przeprowadzono numeryczną analizę rozwoju uszkodzeń i pękania w płaskim elemencie betonowym z podwójnym karbem, badanym eksperymentalnie przez Nooru-Mohammeda (1992). Przedyskutowano problem odpowiedniego doboru długości charakterystycznej kontinuum nielokalnego oraz jej wpływu na rozwiązanie numeryczne. - Źródło:
-
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2006, 44, 3; 485-503
1429-2955 - Pojawia się w:
- Journal of Theoretical and Applied Mechanics
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł