A bound-constrained solver for phase-field modeling of diffuse fracture

Abstract

O estudo da fissuração de um elemento estrutural é importante. Nesse estudos a trinca pode ser modelada com a abordagem discreta ou contínua. O modelo de campos de fases é um modelo de trinca contínua que adiciona uma variável ao problema para representar a degradação do material no ponto. O grupo de pesquisa de campos de fase do Departamento de Engenharia Estrutural (DEES) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) já fez alguns trabalhos nesse tema utilizando o software INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), e um obstáculo encontrado foi o tipo de solucionador. Um solucionador amplamente usado na literatura de campos de fase é o solucionador histórico, porém ele limita a geometria da trinca a ser utilizada. Para contornar essa limitação precisa-se de outro solucionador. Esse trabalho mostra a implementação de um solucionador com restrição de contorno através da biblioteca externa PETSc (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation) aplicada no INSANE. Com esse novo solucionador mostra-se as novas possibilidades de modelos, compara-se a performance com outros solucionadores que o INSANE possui, compara-se a convergência e dependência de malha com o modelo de fissuração distribuída, e por fim, avalia-se a capacidade do modelo de campos de fase em captar os modos de falhas I e II.