Implementación vectorizada de MATLAB del principio de minimización incremental para sólidos disipativos independientes de la velocidad utilizando FEM: un modelo constitutivo de aleaciones con memoria de forma
Autores: Frost, Miroslav; Valdman, Jan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Principio de minimización de energía
Problemas de límites evolutivos
Método de elementos finitos
Lenguaje de programación MATLAB
Modelo constitutivo avanzado
Sólidos disipativos independientes de la velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El principio de minimización de energía incremental proporciona una formulación variacional compacta para problemas de contorno evolutivos basados en modelos constitutivos de sólidos disipativos independientes de la tasa. En este trabajo, desarrollamos e implementamos una herramienta computacional versátil para la resolución de estos problemas a través del método de elementos finitos (FEM). La implementación está codificada en el lenguaje de programación MATLAB y se beneficia de operaciones vectoriales, lo que permite evaluar todas las contribuciones de energía local sobre todos los grados de libertad a la vez. El esquema de solución monolítico combinado con métodos de optimización basados en gradientes se aplica al problema de minimización convexa inherentemente no lineal y no suave. Se implementa un modelo constitutivo avanzado para aleaciones con memoria de forma, que presenta una función de disipación independiente de la tasa fuertemente acoplada y varias restricciones en variables internas, como ejemplo de referencia. Las simulaciones numéricas demuestran las capacidades de la herramienta computacional, que es adecuada para el desarrollo y prueba rápidos de leyes constitutivas avanzadas de sólidos disipativos independientes de la tasa.
Descripción
El principio de minimización de energía incremental proporciona una formulación variacional compacta para problemas de contorno evolutivos basados en modelos constitutivos de sólidos disipativos independientes de la tasa. En este trabajo, desarrollamos e implementamos una herramienta computacional versátil para la resolución de estos problemas a través del método de elementos finitos (FEM). La implementación está codificada en el lenguaje de programación MATLAB y se beneficia de operaciones vectoriales, lo que permite evaluar todas las contribuciones de energía local sobre todos los grados de libertad a la vez. El esquema de solución monolítico combinado con métodos de optimización basados en gradientes se aplica al problema de minimización convexa inherentemente no lineal y no suave. Se implementa un modelo constitutivo avanzado para aleaciones con memoria de forma, que presenta una función de disipación independiente de la tasa fuertemente acoplada y varias restricciones en variables internas, como ejemplo de referencia. Las simulaciones numéricas demuestran las capacidades de la herramienta computacional, que es adecuada para el desarrollo y prueba rápidos de leyes constitutivas avanzadas de sólidos disipativos independientes de la tasa.