On sorne integration schemes for rate equations of damaged elastoplastic solids
Keywords:
finite elements, implicit algorithm, Runge-Kutta, stepsize control, damage, plasticityAbstract
This work is concerned with the study of sorne numerical procedures used for the integration of damaged elastoplastic constitutive equations which exhibit sorne induced softening (or negative hardening) due to the damage effect. For this purpose, various integration procedures are used. The implicit schemes are represented by the radial-return and the generalized trapezoïdal (or mid-point) algorithms modified to enhance the consistency condition during the softening stage. The explicit schemes are represented by only the fourth order Runge-Kutta algorithm in connection with two different techniques of automatic time step size control. The efficiency and robustness of the studied solution procedures are evaluated with numerical tests using both the single Gauss point and the cantilever bearn structure.
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References
[BEN 89] BENALLAL, A., «Thermo-viscoplasticité et endommagement des
structures», Thèse de Doctorat Es Sciences, Paris VI, 1989.
[BEN 94] BEN HATIRA F., FORSTER CH., SAANOUNI K., «Prediction of
Anelastic Flow Localization in Finite Elastoplasticity with Damage», Revue
Européenne des éléments finis, vol. 3,p. 27-56. 1994.
[BEN 91] BEN HATIRA F., FORSTER CH., SAANOUNI K., «Modélisation
Mécanique et Numérique des structures anélastiques endommageables», Rapport
DRET, n° 90-111 UTC, 1991.
[BRA 86] BRAUDEL J. H., «Modélisation numérique des grandes déformations
élastoplastiques d'un solide isotrope par la méthode des éléments finis.», Thèse oe
Doctorat d'Etat, Université Claude Bernard Lyon 1, 1986
[BUT 87] BUTCHER,J.C, «The numerical Analysis of Ordinary Differentiai
Equations, Runge Kutta and generallinear methods», John Willey & Sons.1987.
[CRI 91] CRISFIELD M.A, «Non-linear Finite Element Analysis of solids and
structures», Volume 1. Willey. 1991.
[DOG 89] DOGUI A., «Plasticité anisotrope en grandes déformations», Thèse re
Doctorat d'Etat, Université Lyon 1, 1989.
[ELM 89] El MOUATASSIM M., «Modélisation en grandes transformations des
solides massifs par éléments finis», Thèse de doctorat, Div. Modèles Numériques en
Mécanique, Université de Technologie de Compiègne, Novembre 1989.
[FOR 95] FORSTER, C., «Contribution à la rupture ductile des structures
elastoplastiques», Thèse de Doctorat de l'Université de Technologie de Compiègne,
[GEL 85] GELIN J.C, «Modèles numériques et expérimentaux en grandes
déformations plastiques et endommagement de rupture ductile», Thèse d'état,
Université P. et M. Curie, Paris VI, 1985.
[GEL 92] GELIN J.C and DENESCU A., «Constitutive model and computational
strategies for finite elasto-plasticity with isotropie or anistropic ductile damage»,
Computational Plasticity - Fundamentals and applications. Proceedings of the third
International Conference, Part ll 1413, Barcelona, Spain, 1992.
[GOL 89] GOLINV AL J .C , «Calcul par éléments finis des structures élastoviscoplastiques
soumises à des chargements cycliques à haute température», Thèse re
Doctorat, Université de Liège, Belgique, 1989.
[LAD 80] LADEVEZE P., «Sur la théorie de la plasticité en grandes déformations»,
Rapport interne, ENS-LMT, n°9, 1980.
[LEM 85) LEMAITRE J., CHABOCHE J.L, «Mécanique des Matériaux solides»,
Dunod, Paris, 1985.
[ORT 86] ORTIZ M. and SIMO J.C., "«An Analysis of a New Class of Integration
Algorithms for E1astoplastic Constitutive Relations», int. j. num. methods. eng.,
vol. 23, 353-366. 1986.
[ORT 85] ORTIZ M. and POPOV E.P., «Accuracy and Stability of Integration
Algorithms for Elastoplastic Constitutive Relations», int. j. num. Meth. eng., vol.
, 1561-1576. 1985.
[PRE 86] PRESS W.H, FLANNERY B.P., TEUKOLSKY S.A., VETERRELING
W.T., «Numerical Recipes; The Art of Scientific Computing ». Cambridge
University Press. 1986.
[NGU 72] NGUYEN Q.S , ZARKA J., «Quelques méthodes de résolution
numérique en plasticité calssique et en viscoplasticité», Plastcité et Viscop1asticité,
L.M.S, Ecole Polytechnique , 1972.
[SIM 84] SIMO J.C., TAYLOR R.L., «Consistent tangent Opcrators for rateindependcnt
Elastoplasticity». Comp. Meth. Appl. Mcch. Eng., 48, 101-118. 1984.
[SIM 86] SIMO J.C., TAYLOR R.L., «A rcturn Mapping Algorithm for plane
stress Elastoplasticity»., inter. j. num. methods. eng., 22, 649-670. 1986.
[SIM 87] SIMO J.C., JU J.W., «Stress and Strain Based continuum Damage
Models. Part 1: Formulation. Part II: Computational Aspects» Int. J. Solids Struc.,
(7):821-864,1987.
[SAA 94] SAANOUNI K., BENHATIRA F., FORSTER Ch., «On the Anelastic
flow with damage», inter. j. damage. Mech, vol. 3, 140-169. 1994.
[TOU 93] TOUZOT G., DABOUNOU J., «Intégration numérique de lois d:
comportement élastoplastique», Revue Européenne des éléments finis, vol. 2, p.
-492. 1993.
[WIL 89] WILLIAM K.J ., «Recent Issues in Computational Plasticity»,
Proceedings of the Second International Conference held in Barcelona, Spain,
September, 1989.