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Peridynamic simulation of a mixed-mode fracture experiment in PMMA utilizing an adaptive-time stepping for an explicit solver

Willberg, Christian und Hesse, Jan-Timo und Heinecke, Falk (2022) Peridynamic simulation of a mixed-mode fracture experiment in PMMA utilizing an adaptive-time stepping for an explicit solver. Journal of Peridynamics and Nonlocal Modeling, Seiten 1-24. Springer. doi: 10.1007/s42102-021-00079-6. ISSN 2522-896X.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s42102-021-00079-6

Kurzfassung

In this paper, a benchmark analysis of a peridynamic correspondence energy-based damage model is presented. The benchmark is an experimental setup of a Polymethyl methacrylate (PMMA) plate with a hole. The plate has a minotch and is subject to a compressive load. With increasing loads, a crack initiates at the tip of the notch and continuously grows. The benchmark is modeled utilizing the peridynamic correspondence formulation as a two-dimensional problem. To reduce numerical issues due to bond failure an adaptive time-stepping method for a Verlet time integration schema is proposed. The method limits the maximum number of broken bonds per material point by adapting the time-step size. This allows the correspondence formulation to be significantly more stable. The benchmark involves a sensitivity analysis based on the Morris method, which is performed in this context. As a result, uncertainties and the impact of geometrical, numerical and material parameters are evaluated and discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148616/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Peridynamic simulation of a mixed-mode fracture experiment in PMMA utilizing an adaptive-time stepping for an explicit solver
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Willberg, ChristianChristian.Willberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2433-9183NICHT SPEZIFIZIERT
Hesse, Jan-TimoJan-Timo.Hesse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3006-1520NICHT SPEZIFIZIERT
Heinecke, Falkfalk.heinecke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9299-4078NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Februar 2022
Erschienen in:Journal of Peridynamics and Nonlocal Modeling
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1007/s42102-021-00079-6
Seitenbereich:Seiten 1-24
Verlag:Springer
ISSN:2522-896X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Peridynamics, Crack propagation, Sensitivity analysis, Morris Method
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Photovoltaik und Windenergie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Windenergie, L - Virtuelles Flugzeug und Validierung
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Strukturmechanik
Hinterlegt von: Willberg, Dr.-Ing. Christian
Hinterlegt am:14 Feb 2022 11:26
Letzte Änderung:19 Okt 2023 13:41

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