使用相场模型研究非均匀断裂韧性的反问题
Inverse problems of inhomogeneous fracture toughness using phase-field models
AI总结：
本文基于两种相场模型研究非均匀介质裂纹扩展，利用 $J$-积分表征有效韧性，并通过回归裂纹路径反演空间变化的断裂韧性位置与大小。
摘要：
我们提出了使用相场模型的裂纹扩展反问题。首先，我们研究断裂韧性在空间上变化的非均匀介质中的裂纹扩展。利用基于不同表面能泛函的两个相场模型，我们对裂纹扩展进行了模拟，并表明 $J$-积分反映了有效的非均匀韧性。随后，我们构建了回归问题，以从裂纹路径估计随空间变化的断裂韧性。我们的方法成功估计了较韧区域的位置和大小。我们还证明了该方法适用于不同的非均匀几何形状。
英文摘要：
We propose inverse problems of crack propagation using the phase-field models. First, we study the crack propagation in an inhomogeneous media in which fracture toughness varies in space. Using the two phase-field models based on different surface energy functionals, we perform simulations of the crack propagation and show that the $J$-integral reflects the effective inhomogeneous toughness. Then, we formulate regression problems to estimate space-dependent fracture toughness from the crack path. Our method successfully estimates the positions and magnitude of tougher regions. We also demonstrate that our method works for different geometry of inhomogeneity.
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