Simulation de la fissuration par champ de phase: Analyse technique de l'initiation et la propagation de fissure
Résumé
This study examines numerical biases in phase-field fracture simulations. More specifically, it investigates the influence of meshing on crack path trajectories in phase-field fracture simulations. A reference problembasedonaPureSheartestwithaneccentricinitialcrackisusedtoevaluatetheimpactofspatial discretization on predicted crack trajectories. Phase-field simulations are compared to a reference solution from Linear Elastic Fracture Mechanics, towards which they theoretically converge. Results show that structured meshes introduce artificial anisotropy that forces the crack to follow a mesh-dependent trajectory. Conversely, unstructured meshes enable a more accurate prediction of the expected exponential trajectory. Indeed, the disordered nature of the mesh significantly reduces the artificial anisotropy effects induced by discretization. These observations highlight the importance of mesh selection in crack propagation simulations. Practical recommendations are finally proposed to minimize numerical biases in phase-field simulations.
Cette étude propose d’étudier les bias numériques dans les simulations de la fissuration par champ de phase. Plus spécifiquement, elle examine l’influence du maillage sur la trajectoire de fissure. Un problème de référence basé sur un essai de Pure Shear avec fissure initiale excentrée est utilisé pour évaluer l’impact de la discrétisation spatiale sur la trajectoire de fissure prédite. Les simulations par champ de phase sont comparées à une solution de référence issue de la mécanique linéaire élastique de la rupture, vers laquelle elles convergent théoriquement. Les résultats montrent que les maillages structurés introduisent une anisotropie artificielle qui contraint la fissure à suivre une trajectoire dépendante du maillage. En revanche, les maillages non structurés permettent une prédiction plus fidèle de la trajectoire exponentielle attendue. En effet, le caractère désordonné du maillage réduit les effets d’anisotropie artificiels induits par la discrétisation. Ces observations mettent en évidence l’importance du choix du maillage dans les simulations de propagation de fissures. Des recommandations pratiques sont f inalement proposées pour minimiser les biais numériques dans les simulations par champ de phase.
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