Навчальна тема
Поширення тріщин
Crack propagation у МСЕ: initiation, crack direction, fracture parameters, remeshing, cohesive zone, XFEM, mesh dependence та вибір методу.
Поширення тріщини в чисельній моделі потребує опису трьох пов’язаних питань: коли тріщина ініціюється, у якому напрямку вона росте та скільки енергії витрачається на її розвиток.
Відома чи невідома траєкторія
Якщо потенційна crack path відома заздалегідь — наприклад, interface між шарами — зручно використовувати когезійний (cohesive) elements або когезійний (cohesive) surfaces. Якщо шлях невідомий, потрібен метод, який дозволяє тріщині змінювати напрям, наприклад розширений метод скінченних елементів (XFEM) або adaptive reсітка (mesh)ing.
Reсітка (mesh)ing
При reсітка (mesh)ing геометрія тріщини явно оновлюється, а сітка (mesh) перебудовується навколо нового crack tip. Це дає детальне представлення геометрії, але потребує складного перенесення state variables та автоматизації.
Перевірка
Crack path є лише одним результатом. Також перевіряють initiation load, global stiffness, load–displacement curve, fracture energy та чутливість до сітка (mesh) orientation і element size.
Про цю тему
Метод поширення тріщини залежить від того, чи відома її траєкторія. Cohesive підходи зручні для заданих interfaces, XFEM і remeshing — для складнішого розвитку crack path.