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Title: Variational modelling of strain localization in solids: a computational mechanics point of view
Authors: Samaniego Alvarado, Esteban Patricio
Ulloa, Jacinto Israel
Rodríguez , Patricio
Samaniego, Cristóbal
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: Samaniego Alvarado, Esteban Patricio, esteban.samaniego@ucuenca.edu.ec
Keywords: Solid mechanics
Computational mechanics
Methods in engineering
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiamplio: 2. Ingeniería y Tecnología
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatidetallado: 2.11.2 Otras Ingenierias y Tecnologías
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientofrascatiespecifico: 2.11 Otras Ingenierias y Tecnologías
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: 07 - Ingeniería, Industria y Construcción
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: 0712 - Tecnología de Protección del Medio Ambiente
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: 071 - Ingeniería y Profesiones Afines
Issue Date: 2020
metadata.dc.ucuenca.embargoend: 31-Dec-2021
metadata.dc.ucuenca.volumen: Volumen 0, número 0
metadata.dc.source: Archives of Computational Methods in Engineering
metadata.dc.identifier.doi: 10.1007/s11831-020-09410-8
metadata.dc.type: ARTÍCULO
Abstract: 
Strain localization is one of the most challenging phenomena in solid mechanics. It occurs when strains concentrate in very narrow bands within a solid, typically referred to as localization bands. This behaviour is related to different types of failure mechanisms: fracture, shear bands and slip lines. Being a dissipative process, the modelling of strain localization could seem to preclude the use of variational methods. However, a sound framework to deal with this issue has been developed in the last few decades. In this contribution, we review the modelling of strain localization by means of variational methods systematically, presenting the main underlying theoretical concepts. The issue of irreversibility is approached by means of the theory of generalized standard materials, which constitutes the basis for the variational approach. Then, typical problems occurring in the modelling of strain localization are analyzed: the tendency to localize in a band of zero thickness with no dissipation, the determination of the geometry of the localization band, and the orientation bias of such band with respect to mesh alignment in finite element discretizations. We discuss solutions for these problems, focusing on the approach that tackles the description of the localization band using phase fields. © 2020, CIMNE, Barcelona, Spain.
Description: 
La localización de deformaciones es uno de los fenómenos más desafiantes en la mecánica de sólidos. Ocurre cuando las cepas se concentran en bandas muy estrechas dentro de un sólido, típicamente denominadas bandas de localización. Este comportamiento está relacionado con diferentes tipos de mecanismos de falla: fracturas, bandas de corte y líneas de deslizamiento. Al ser un proceso disipativo, el modelado de la localización de cepas podría impedir el uso de métodos variacionales. Sin embargo, en las últimas décadas se ha desarrollado un marco sólido para tratar este problema. En esta contribución, revisamos el modelado de la localización de cepas mediante métodos variacionales sistemáticamente, presentando los principales conceptos teóricos subyacentes. El tema de la irreversibilidad se aborda mediante la teoría de los materiales estándar generalizados, que constituye la base del enfoque variacional. Luego, se analizan los problemas típicos que ocurren en el modelado de la localización de deformación: la tendencia a ubicarse en una banda de espesor cero sin disipación, la determinación de la geometría de la banda de localización y el sesgo de orientación de dicha banda con respecto a la alineación de la malla en discretizaciones de elementos finitos. Discutimos soluciones para estos problemas, centrándonos en el enfoque que aborda la descripción de la banda de localización utilizando campos de fase. © 2020, CIMNE, Barcelona, ​​España.
URI: https://link.springer.com/article/10.1007/s11831-020-09410-8
metadata.dc.ucuenca.urifuente: https://www.springer.com/journal/11831
ISSN: 1134-3060, e 1886-1784
Appears in Collections:Artículos

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