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.
Autor*innen: | Vitaliy Kindrachuk, Andre Klunker |
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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 |