Continuous-discontinuous modeling of failure

ABSTRACT

This paper illustrates the advantages of a continuous-discontinuous failure description. Examples using standard strain-hardening plasticity, strain-softening gradient-enhanced damage and viscoplastic damage show that a better approximation of failure processes can be achieved by using numerical techniques in which a discontinuity is naturally endowed in the model itself and is activated at some stage during localization (by using a cohesive discontinuity) or after the localization process has been completed (by using a traction-free discontinuity). Failure can then be realistically described as progressive material degradation which develops into a discrete crack for which a discontinuity in the displacement field is a suitable representation.

RÉSUMÉ

Cet article montre les avantages d'une description continue-discontinue de la rupture. Des exemples utilisant différents modèles, la plasticité avec écrouissage positif, l'endommagement avec adoucissement régularisé par l'approche en gradient et l'endommagement viscoplastique, montrent qu'une meilleure approximation de la rupture peut être obtenue en utilisant des méthodes où la discontinuité est intrinsèque au modèle lui-même et est activée pendant la localisation (avec une discontinuité cohésive) ou après la localisation (avec une discontinuité ouverte sans contrainte). Le processus de rupture peut alors être décrit avec précision comme une dégradation progressive du matériau qui entraîne une fissure qui doit être représentée par une discontinuité en déplacement.

KEYWORDS:

• continuous-discontinuous failure
• damage
• plasticity
• fracture

MOTS-CLÉS:

• rupture continue-discontinue
• endommagement
• plasticité
• fissuration