Investigación sobre fracturas frágiles en un modelo acoplado FEM-PD

Resumen La simulación de patrones de grietas, velocidades de grietas y energías disipada es una tarea desafiante. La Peridinámica (PD) ha demostrado ser una herramienta poderosa para abordar todos estos problemas, incluyendo la propagación de grietas, ramificación de grietas, su velocidad y delaminación, entre otros. Es una teoría no local, donde los puntos materiales interactúan con otros puntos (estas interacciones se llaman enlaces) dentro de un vecindario continuo en un rango específico, llamado horizonte. Típicamente, para problemas complejos, la PD se resuelve numéricamente. Sus implementaciones requieren una alta resolución espacial para una representación adecuada del comportamiento del material dañado, lo que está relacionado con los altos costos computacionales. Además, debido a la naturaleza no local de la PD, hay dificultades en la aplicación de las condiciones iniciales y de contorno locales clásicas. Esto nos lleva a la idea de acoplar la relativamente costosa PD con un método de elementos finitos para reducir los esfuerzos computacionales y también intentar resolver el problema de las condiciones de contorno. Si el dominio completo se puede dividir en dos subdominios, el área donde se espera que ocurra la fractura debería modelarse con PD y el resto con elementos finitos. El presente trabajo propone una comparación de tres estrategias de acoplamiento en términos de problemas dinámicos sin daño con excitación de alta frecuencia. Además, se presenta la investigación de la influencia de la propagación de ondas en el proceso de fractura, así como en los patrones de grietas.