ارائه یک روش تطبیقی جدید بر پایه ترکیب روش پریداینامیک حالت مبنا و روش نقطه-ماده در مدل سازی عددی آسیب فلزات

Abstract

این پژوهش یک رویکرد جدید برای ترکیب روش پریدینامیک حالت-مبنا و روش نقطه-ماده است که به کمک آن، رفتار الاستوپلاستیک فلزات تحت تغییر شکل‌های بزرگ و نیز مدل‌سازی جوانه زنی و رشد ترک در حالت دو بعدی بررسی می‌شود. در روش پیشنهادی، محاسبه‎ی تغییر شکل‌های بزرگ الاستوپلاستیک در ناحیه نقطه-ماده انجام شده و بخش پریدینامیک به طور خودکار حول نقاطی که پتانسیل شروع و رشد آسیب دارند، ایجاد می‎شود و به صورتی بهینه به همراه نوک ترک تغییر مکان می‌دهد. به این منظور، دامنه مادی ابتدا توسط ذرات روش نقطه-ماده گسسته می‌شود و سپس از طریق یک الگوریتم تطبیقی جدید، ذرات نقطه-ماده به ذرات پریدینامیک تبدیل می شوند تا منطقه‌ی آسیب را در یک رویکرد بهینه و سریع بر اساس فاصله از نوک ترک مدل‌سازی کند. این فرایند به صورت معکوس نیز انجام می‌شود تا نقاط پریدینامیک مجدد به ذرات نقطه-ماده تبدیل شوند. محدود بودن مساحت ناحیه پریدینامیک هنگام رشد ترک و از طرفی استفاده از پریدینامیک حالت-مبنا در کنار مکانیک کلاسیک، مهم‌ترین مزیت این روش است. همچنین عملکرد این روش از طریق مثال‎های عددی ارزیابی و در نهایت از نظر سرعت و دقت با روش‎های عددی مشابه و نتایج آزمایشگاهی مقایسه می‌شود. این رویکرد مزیت قابل توجهی از نظر هزینه‌ی محاسبات و دقت در زمینه مدل‌سازی رفتار فلزات نرم تحت تغییر شکل‌های بزرگ و به دنبال آن شکست ماده، ارائه می‌دهد.