Formulation and implementation of cohesive fracture models in the symmetric galerkin boundary element method. Study of mode I crack growth

Abstract

Se desarrolla e implementa, en un código computacional, una formulación simétrica de ecuaciones integrales de contorno para la solución de problemas con presencia de grietas, cuya propagación está controlada por un modelo cohesivo de fractura. Se considera un material homogéneo isótropo y elástico-lineal. El código desarrollado se aplica al ensayo wedge split , comparando los resultados numéricos obtenidos con los datos experimentales disponibles en la bibliografía. Es importante mencionar que el uso del método de los elementos de contorno es bastante atractivo para esta clase de problemas debido a que todas las no linealidades se encuentran localizadas en el contorno de un dominio elástico-lineal. Además el uso del enfoque de Galerkin para la discretización de la formulación simétrica de ecuaciones integrales de contorno asegura la eficiencia, estabilidad y convergencia rápida de la solución numérica.

A symmetric boundary integral formulation is developed and implemented in a computational code for the solution of problems with cracks whose growth is governed by a cohesive fracture model. A homogeneous isotropic and linearelastic material is considered. The computational code has been applied to the wedge split test, and the numerical results with the experimental data presented in the literature. It is important to mention that Boundary Element Methods (BEMs) are very attractive for this class of problems because all the non-linearities are located on the boundary of a linear elastic domain. The symmetric-Galerkin formulation of Boundary Integral Equations (BIEs) ensures efficiency, stability and good convergence properties of the numerical solution