层与半平面界面的反平面谱边界积分方程法

层与半平面界面的反平面谱边界积分方程法

Avinash Gupta, Kunnath Ranjith

摘要

提出了一种模拟层与半平面界面处动态反平面断裂的数值方法。该方案是一种谱边界积分方程法，在谱域内将界面剪应力和位移不连续联系起来。在以前的研究中，已经为无界固体的断裂问题开发了数值方案。这是第一次将谱边界积分方程方法应用于一个由有限固体即层组成的系统。谱方案包括对层与半空间界面处的剪应力谱幅值进行时间卷积。在数值上，谱域与空间域之间的转换由快速傅里叶变换完成。通过与模型问题的已知解的比较，验证了数值格式的正确性。通过模拟二维反平面滑移破裂传播，说明了数值方法的应用，其中谱边界积分方程与滑移削弱摩擦规律耦合。我们说明了初始应力分布对界面破裂扩展模式的作用，这种模式可以是裂纹样或脉冲样。数值研究了层厚对动态破裂扩展临界形核大小的影响。

发表在《固体力学与物理杂志》上

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