Трехмерный расчет разрушения образцов с трещиной

Abstract

Исследуется возникновение разрушения и образование макроскопических трещин в хрупком материале. Методом сглаженных частиц (SPH) рассчитывается трехмерное поведение образцов при одноосном сжатии с целью определения оптимального способа компьютерного моделирования, позволяющего получать картину разрушения нагружаемого образца, максимально близко соответствующую экспериментам. Применение указанного метода для рассматриваемой задачи проводится впервые. Проведено сравнение полученных результатов с данными экспериментов, которое показало перспективность SPH – метода для адекватного представления накопления повреждений материала. Трехмерный расчет позволяет отслеживать существенно пространственные особенности разрушения.

Досліджується виникнення руйнування і утворення макроскопічних тріщин в крихкому матеріалі. Методом згладжених часток (SPH) розраховується тривимірна поведінка зразків при одновісному стискуванні з метою визначення оптимального способу комп'ютерного моделювання, що дозволяє отримувати картину руйнування навантажуваного зразка, максимально близько відповідну спостережуваному в експериментах руйнуванню. Застосування вказаного методу для даного завдання проводиться уперше. Проведено порівняння отриманих результатів з даними експериментів, яке показало перспективність SPH – методу для адекватного представлення накопичення ушкоджень матеріалу. Тривимірний розрахунок дозволяє відстежувати істотно просторові особливості руйнування.

Occurrence of complex fracture processes and formation of macroscopic cracks are investigated in a fragile material. A 3D behaviour of samples at a monaxonic compression is computed with the help of a method of Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) in order to determine an optimal method for simulating processes of the loaded sample fracturing with maximal correspondence with the fracture observed during experiments. It is for the first time when this method is used for the task under consideration. The obtained results were compared with data of experiments, and the comparison proved good potential of the SPH - method for adequate presentation of fractures accumulated in the material. The 3D method allows to trace essential spatial features of the fracturing.