Repositorio
Institucional

inojosa, Jorge

Implementation of a Non-Intrusive Primal-Dual Method with 2D-3D-Coupled Models for the Analysis of a DCB Test with Cohesive Zones

MDPI

APPLIED SCIENCES-BASEL

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This study explores a global-local non-intrusive computational strategy to address problems in computational mechanics, specifically applied to a double cantilever beam (DCB) with cohesive interfaces. The method aims to reduce computational requirements while maintaining accuracy. The DCB, representing two plates connected by a cohesive zone simulating delamination, was modeled with a 3D representation using the cohesive zone method for crack propagation. Different mesh configurations were tested to evaluate the strategy's effectiveness. The results showed that the global-local strategy successfully provided solutions that were comparable to monolithic models. Mesh size had a significant impact on the results, but even with a simplified local model that did not fully represent the plate thickness, the structural deformation and crack displacement were accurately captured. The interface near the study area influenced the stress distribution. Although effective, the strategy requires careful mesh selection due to its sensitivity to mesh size. Future research could optimize mesh configurations, expand the strategy to other structures, and explore the use of orthotropic materials. This research introduces a computational approach that reduces costs while simulating delamination and crack propagation, highlighting the importance of mesh configuration for real-world applications.Este estudio explora una estrategia computacional global-local no intrusiva para abordar problemas en mecánica computacional, aplicada específicamente a una viga en voladizo doble (DCB) con interfaces cohesivas. El método busca reducir los requisitos computacionales manteniendo la precisión. La DCB, que representa dos placas conectadas por una zona cohesiva que simula la delaminación, se modeló con una representación 3D utilizando el método de zona cohesiva para la propagación de grietas. Se probaron diferentes configuraciones de malla para evaluar la efectividad de la estrategia. Los resultados mostraron que la estrategia global-local proporcionó soluciones comparables a las de los modelos monolíticos. El tamaño de la malla tuvo un impacto significativo en los resultados, pero incluso con un modelo local simplificado que no representaba completamente el espesor de la placa, la deformación estructural y el desplazamiento de la grieta se capturaron con precisión. La interfaz cercana al área de estudio influyó en la distribución de tensiones. Si bien es efectiva, la estrategia requiere una selección cuidadosa de la malla debido a su sensibilidad al tamaño de la misma. Investigaciones futuras podrían optimizar las configuraciones de malla, extender la estrategia a otras estructuras y explorar el uso de materiales ortotrópicos. Esta investigación introduce un enfoque computacional que reduce los costos al tiempo que simula la delaminación y la propagación de grietas, destacando la importancia de la configuración de la malla para aplicaciones del mundo real.

artículo original

global-local

DCB-test

cohesive zone method

non-intrusive strategy

10.3390/app15126924

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CROSS-LAMINATED TIMBER

FINITE-ELEMENT-METHOD

WOOD FRACTURE

CRACK-GROWTH

FAILURE

CROSS-LAMINATED TIMBER

FINITE-ELEMENT-METHOD

WOOD FRACTURE

CRACK-GROWTH

FAILURE

Ingeniería Mecánica

Ciencias de la Computación

Mecánica Aplicada

versión publicada

dorada

verde

acceso abierto

acceso abierto

WOS:001515115700001

Implementation of a Non-Intrusive Primal-Dual Method with 2D-3D-Coupled Models for the Analysis of a DCB Test with Cohesive Zones

artículo original

MDPI

APPLIED SCIENCES-BASEL

Chemistry, Multidisciplinary

Engineering, Multidisciplinary

Materials Science, Multidisciplinary

Physics, Applied

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CC BY 4.0

Guillermo Blanco Scholarship of the Universidad de Talca

Guillermo Blanco Scholarship of the Universidad de Talca

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