文献

J-GLOBAL ID：202002264901948269   整理番号：20A1501854

可変正則化パラメータを用いたphase-field 延性破壊モデル

A phase-field ductile fracture model with a variable regularization length parameter

著者 (11件)： HAN Jike (東北大学大学院工学研究科土木工学専攻) ,  西紳之介 (株式会社本田技術研究所) ,  高田賢治 (株式会社本田技術研究所) ,  村松眞由 (慶応義塾大学理工学部機械工学科) ,  大宮正毅 (慶応義塾大学理工学部機械工学科) ,  小川賢介 (株式会社メカニカルデザイン) ,  生出佳 (株式会社メカニカルデザイン) ,  小林卓哉 (株式会社メカニカルデザイン) ,  村田真伸 (名古屋市工業研究所) ,  森口周二 (東北大学災害科学国際研究所) ,  寺田賢二郎 (東北大学災害科学国際研究所)
資料名： 日本計算工学会論文集(Web)  (Transactions of JSCES (Web))
巻： 2020  ページ： 20200005(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： U0063A  ISSN： 1347-8826  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 近年,亀裂・進展の解析手法の一つとして,phase-field破壊モデルが注目を集めている.phase-field脆性破壊モデルは既に多くの実績が報告されている一方で,延性材料を適切に表現するphase-field破壊モデルは発展途上である.phase-field破壊モデルにおいて,拡散き裂の幅を表す正則化パラメータは破壊開始の制御に用いられ,これが大きいほど破壊開始が早くなる.これは正則化パラメータが大きい場合には,その分だけき裂近似領域も大きくなるため,1に近いphase-fieldパラメータの分布も拡大し,それに応じて荷重--変位関係のピーク値が小さくなることが原因として考えられる.本研究では,正則化パラメータの性質を考慮し,通常は定数として扱われる正則化パラメータの代わりに,蓄積塑性ひずみの大きさに応じて変化する可変正則化パラメータを提案する.これにより,塑性域と正則化パラメータによって規定されるき裂周辺の損傷域が関連づけられ,塑性変形の影響を考慮した損傷の計算が可能となる.提案モデルの表現性能を調査するためにいくつかの解析を行った.可変正則化パラメータの導入により,塑性変形の進行とともにき裂周辺の損傷域が大きくなる傾向が捉えられ,弾性域から塑性域を経てき裂に発展するといった遷移過程に特徴づけられる延性破壊を表現できることを確認した.ベンチマーク問題の解析等の数値解析を通して,き裂の進展方向を適切に予測できること,および可変正則化パラメータを介して延性の制御が可能になることを例示した.また,金属供試体を用いた実験の再現解析では,実験結果と整合する結果が得られることも確認した.(著者抄録)

シソーラス用語： *亀裂伝搬 ,  *延性破壊 ,  亀裂発生 ,  超弾性 ,  塑性 ,  塑性流 ,  脆性破壊 ,  引張試験 ,  塑性歪 ,  *正則化パラメータ ,  *フェーズフィールドモデル ,  機械的性質 ,  性質 ,  流体流 ,  歪
準シソーラス用語： 支配方程式

著者キーワード (8件)： phase-field ,  Ductile fracture ,  Length parameter ,  Crack propagation ,  phase-field ,  Ductile fracture ,  Length parameter ,  Crack propagation

分類 (1件)： 破壊力学一般  (HC04010A)

引用文献 (36件)：

• (1) Alan Arnold Griffith and Geoffrey Ingram Taylor. Vi. the phenomena of rupture and flow in solids. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character, Vol. 221, No. 582-593, pp. 163-198, 1921.
• (2) G.T. Camacho and M. Ortiz. Computational modelling of impact damage in brittle materials. International Journal of Solids and Structures, Vol. 33, No. 20, pp. 2899 - 2938, 1996.
• (3) Nicolas Moës, John Dolbow, and Ted Belytschko. A finite element method for crack growth without remeshing. International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 46, No. 1, pp. 131-150, 1999.
• (4) G.I. Barenblatt. The mathematical theory of equilibrium cracks in brittle fracture. Advances in Applied Mechanics, pp. 55-129. Elsevier, 1962.
• (5) D.S. Dugdale. Yielding of steel sheets containing slits. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Vol. 8, No. 2, pp. 100 - 104, 1960.

タイトルに関連する用語 (4件)： 可変 ,  正則化パラメータ ,  延性破壊 ,  モデル