木材における破壊メカニズムのモデリングで評価した直交異方性材料における凝集破壊を記述するためのハイブリッド多相場モデル【JST・京大機械翻訳】

Pech Sebastian; Lukacevic Markus; Fuessl Josef

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202211966964010 整理番号：22P0308941

木材における破壊メカニズムのモデリングで評価した直交異方性材料における凝集破壊を記述するためのハイブリッド多相場モデル【JST・京大機械翻訳】

A hybrid multi-phase field model to describe cohesive failure in orthotropic materials, assessed by modeling failure mechanisms in wood

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発行年： 2022年03月23日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月23日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

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構造や部品の破壊を正確に予測するためには,破壊力学は工学の多くの分野にとって極めて重要である。破壊プロセスのシミュレーションは,機械的及び数値的観点から,特に不均一材料に対して,微細構造が亀裂発生と伝搬に影響し,複雑な亀裂パターンをもたらす。破壊のためのフェーズフィールド法は,亀裂キンク,分岐および合体のような複雑な破壊現象を記述することができるので,そのような材料に遭遇する有望なアプローチである。さらに,メッシュが亀裂の周りに均一であるならば,それは主にメッシュ独立アプローチである。しかし,フェーズフィールド法の広く使用された定式化は等方性材料に限られ,材料の微細構造によって定義された好ましい破壊面を説明しない。本研究では,この方法を拡張し,直交異方性構成挙動および亀裂伝播の好ましい方向を考慮した。好ましい破壊面を有する応力ベーススプリットと多重フェーズフィールド変数を用いて,ハイブリッドフェーズフィールドアプローチと組み合わせて,異方性,不均質材料をシミュレートするための一般的フレームワークを見出すことができた。応力ベーススプリットは仮想亀裂面に基づいており,ここでは異方性材料に拡張した。さらに,音響材料の劣化を平滑牽引自由亀裂境界条件に基づいて行う新しいハイブリッドアプローチを用いて,観察された亀裂パターンを回復するための主な駆動因子であることを証明した。これは,2つの例,すなわち,木片刃先切欠き板と単一節と複合繊維方向を持つ木材板の詳細な解析によって示した。両事例において,提案した新しいハイブリッドフェーズフィールドアプローチは,複雑な破壊モードを現実的に再現できる。【JST・京大機械翻訳】

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破壊力学一般 , セラミック材料

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