Local unloading element process in finite element continuum
The subcritical elastoplastic deformation and the fracturing of an element of a finite element continuum in the Ansys Workbench complex are considered. When solving the elastoplastic problem of the subcritical deformation, a finite element with the failure criterion reached is selected. In a pre-fracture state of the element, the nodal forces provided by the interaction with an adjacent element are determined using the Ansys Workbench internal procedure. The following step is the consideration of the varying stress-strain state of the body during the element destruction. The elastoplastic problem is solved in the conditions of simple unloading of the body surface adjacent to the destructible element while maintaining the external load corresponding to the destruction initiation. When implementing the local unloading, a possibility of the new plastic region formation and the partial unloading are studied. As a result, the stress-strain state of the body at the beginning of local unloading is not the same as that at the end of the process. The proposed approach differs from the “element killing” procedure when the element stiffness after the failure criterion reached is assumed to be close to zero. The paper provides solutions to the problems of deformation of elastic and elastoplastic plates with a side cut taking into account their element destruction.
Keywords
finite element method,
finite element removal,
Ansys WorkbenchAuthors
| Burtsev Andrey Yu. | SC «VPA «TOCHMASH» | aburtsev.tula@gmail.com |
| Glagolev Vadim V. | Tula State University | vadim@tsu.tula.ru |
| Markin Aleksey A. | Tula State University | markin-nikram@yandex.ru |
Всего: 3
References
Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимации. М.: Мир, 1986. 318 с.
Кузьмичев С.В., Кукушкин С.А., Осипов А.В. Упругое взаимодействие точечных дефектов в кристаллах с кубической симметрией // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 4. С. 88-97.
Степанова Л.В. Компьютерное моделирование процессов накопления повреждений в твердых телах с трещинами с помощью пользовательской процедуры UMAT вычислительного комплекса Simulia Abaqus // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2018. № 3. С. 71-86. DOI: 10.15593/perm.mech/2018.3.08.
Афанасьев А.А., Горностаев К.К., Ковалёв А.В., Чеботарев А. С. О механическом поведении упрочняющегося упругопластического диска под действием источника тепла // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 50. C. 57-66 DOI: 10.17223/19988621/50/5.
ANSYS. User's Guide, Release 11.0. Pennsylvania, USA: ANSYS Inc., 2006.
Dassault Systemes Simulia Corp., Abaqus 6.11, User’s Manual; 2011.
Park M., Frey K., Simon L. Modeling and analysis of composite bonded joints // American Journal of Mechanical and Industrial Engineering. 2017. V. 2. No. 1. P. 1-7. DOI: 10.11648/ j.ajmie.20170201.11.
Jain S., Na S.R., Liechti K.M., Bonnecaze R.T. A cohesive zone model and scaling analysis for mixed-mode interfacial fracture // International Journal of Solids and Structures. 2017. V. 129. P. 167-176. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2017.09.002.
de Morais A.B. Cohesive zone beam modelling of mixed-mode I-II delamination // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2014. V. 64. P. 124-131. DOI: 10.1016/ j.compositesa.2014.05.004.
Lee M.J., Cho T.M., Kim W.S., Lee B.C., Lee J.J. Determination of cohesive parameters for a mixed-mode cohesive zone model // International Journal of Adhesion and Adhesives. 2010. V. 30. No. 5. P. 322-328. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2009.10.005.
de Morais A.B. Simplified cohesive zone analysis of mixed-mode I-II delamination in composite beams // Polymer Composites. 2013. V. 34. No. 11. P. 1901-1911. DOI: 10.1002/ pc.22597.
Panettieri E., Fanteria D., Danzi F. Delaminations growth in compression after impact test simulations: Influence of cohesive elements parameters on numerical results // Composite Structures. 2016. V. 137. P. 140-147. DOI: 10.1016/j.compstruct.2015.11.018.
Рыжак Е.И. К вопросу об осуществимости однородного закритического деформирования при испытаниях в жесткой трехосной машине // Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1991. № 1. С. 111-127.
Стружанов В. В. Об одном подходе к изучению механизма зарождения трещин // Прикладная механика и техническая физика. 1986. № 6. С. 118-123.
Васин Р.А.,Еникеев Ф.У.,Мазурский М.И. О материалах с падающей диаграммой // Известия Академии наук. Механика твердого тела. 1995. № 2. С. 181-182.
Стружанов В.В. Определение диаграммы деформирования материала с падающей ветвью по диаграмме кручения цилиндрического образца // Сибирский журнал индустриальной математики. 2012. Т. 15. № 1. C. 138-144.
Глаголев В.В., Маркин А.А. Об одном способе определения связей между критическими значениями характеристик процесса установившегося разделения материала // Проблемы прочности. 2006. № 2. С. 47-58. Исследование процесса локальной разгрузки элемента в конечно-элементном континууме 95
Глаголев В.В., Маркин А.А., Фурсаев А.А. Моделирование образования новых материальных поверхностей в процессах когезионного разрушения композита с адгезионным слоем // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2017. № 2. С. 45-59. DOI: 10.15593/perm.mech/2017.2.03.
Glagolev V.V.,Markin A.A. Model of the discrete destruction process of a solid body // Journal of Physics, Conference Series. 2018. V. 973. 012003. DOI: 10.1088/1742-6596/ 973/1/012003.
