A mesoscale numerical approach to predict damage behavior in concrete basing on phase field method

Abstract

In this paper, we develop a numerical approach to simulate the 2D complex damage and fracture process of quasi-brittle concrete materials. Based on the phase field theory for the case of elastic isotropic multicomponent materials and the generation process based upon Monte Carlo’s simulation method, we construct a numerical procedure to solve complex damage thermodynamic problems. The diffusive phase field variable obtained from this calculation can be used to represent the crack nucleation and propagation within 2D complex mesostructure. Some factors that affect the numerical result (type of crack density function and type of split decomposition of strain energy) are accounted to make the predictions more accurate for the case of concrete material. Some new numerical examples are provided to show the usefulness of the approach.

Mô hình mặt tiếp xúc không hoàn hảo trong bê tông cốt sợi: bài toán một chiều

“…Được phát triển trong khoảng mười năm trở lại đây, phương pháp Trường pha nổi lên như một trong những phương pháp tốt nhất để mô phỏng hư hại của môi trường vật liệu có độ bất đồng nhất cao. Nội dung cơ bản nhất của phương pháp này là biểu diễn các điểm hoặc mặt kỳ dị bằng các trường liên tục (có thể coi là các trường ảo hoặc gọi là trường pha) trên toàn miền và xây dựng các luật ứng xử có tính đến sự xuất hiện của các trường liên tục này [4]. Để tính đến ảnh hưởng của các vết nứt gây ra bởi các mặt tiếp xúc không hoàn hảo trong khuôn khổ của phương pháp Trường pha, trình tự công việc có thể được tiến hành như sau: (i) -định vị vị trí của mặt tiếp xúc dựa trên hàm level set; (ii) chuẩn hóa các kỳ dị gây ra bởi luật ứng xử không hoản hảo tại các mặt tiếp xúc; (iii) xây dựng luật ứng xử tương ứng và kèm theo là các phép giải rời rạc hóa.…”