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Phase field modeling of Hertzian cone cracks under spherica indentation

  • A phase field model of brittle fracture has been developed to simulate the Hertzian crack induced by penetration of a rigid sphere to an isotropic linear-elastic half-space. The fracture formation is regarded as a diffusive field variable, which is zero for the intact material and unity if there is a crack. Crack growth is assumed to be driven by a strain invariant. The numerical implementation is performed with the finite element method and an implicit time integration scheme. The mechanical equilibrium and the phase field equations are solved in a staggered manner, sequentially updating the displacement field and the phase field variable. Numerical examples demonstrate the capability of the model to reproduce the nucleation and growth of the Hertzian cone crack.

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  • Kindrachuk-Klunker2021_Article_PhaseFieldModelingOfHertzianCo.pdf
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Metadaten
Autor*innen:Vitaliy Kindrachuk, Andre Klunker
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Strength of Materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung
Herausgeber (Institution):Springer
Jahrgang/Band:52
Ausgabe/Heft:6
Erste Seite:967
Letzte Seite:974
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Contact mechanics; Hertzian cracks; Phase field model
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Degradation von Werkstoffen
DOI:10.1007/s11223-021-00251-9
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:17.03.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:15.04.2021
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