Resumen

Este artículo presenta un método de elementos finitos extendido y suavizado basado en celdas (CS-XFEM) para analizar fracturas en materiales piezoeléctricos. El método, que combina el método de elementos finitos suavizado basado en celdas (CS-FEM) y el método de elementos finitos extendido (XFEM), muestra las ventajas de ambos métodos. Las funciones de enriquecimiento de la punta de la grieta se derivan especialmente para representar las características del campo de desplazamiento y del campo eléctrico alrededor de la punta de la grieta en los materiales piezoeléctricos. Con la ayuda de la técnica de suavizado, la integración de las derivadas singulares de las funciones de enriquecimiento de la punta de la grieta se evita transformando la integración interior en integración de frontera. Esta es una ventaja significativa sobre el XFEM. Se presentan ejemplos numéricos para destacar la precisión del CS-XFEM propuesto con las soluciones analíticas y los resultados del XFEM.

• Materias:Energía nuclear Dinámica molecular Metales Electrodos Acero Acero inoxidable
• Subjects:Nuclear energy Molecular dynamics Metals Electrodes Steel Stainless steel
• Palabras claves:métodos de elementos finitos, función de enriquecimiento de puntas, xfem, material piezoeléctrico, enriquecimiento de puntas de grieta, integración interior, derivadas singulares, soluciones analíticas, celda, campo de desplazamiento
• Keywords:finite elements methods, tips enrichment function, xfem, piezoelectric material, crack tips enrichment, interior integration, singular derivatives, analytical solutions, cell, displacement field