論文の概要: An extended deep energy method for thermo-mechanical crack propagation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.09433v1
• Date: Wed, 07 Oct 2026 04:42:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 21:58:22.7176
• Title: An extended deep energy method for thermo-mechanical crack propagation
• Title（参考訳）: 熱-機械的き裂伝播のための拡張深部エネルギー法
• Abstract要約: 熱機械的破壊は、温度と変位が変化するにつれて成長するひび割れのある割れた領域で過渡的な熱伝導を結合させる。 ひび割れ領域における熱伝導と熱応力による亀裂伝播は, まだ一緒に処理されていない。 本研究では, き裂を鋭いポリリンに残した熱機械的き裂伝播のための拡張された深部エネルギー法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.177203247615157
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thermo-mechanical fracture couples transient heat conduction on a cracked domain with a crack that grows as the temperature and the displacement evolve. Neural energy solvers have been proposed for phase-field fracture and later extended to represent a sharp crack through the network input, but heat conduction on the cracked domain and crack propagation under the resulting thermal stresses have not yet been treated together in these solvers. We present an extended deep energy method for thermo-mechanical crack propagation in which the crack remains a sharp polyline. Two networks represent the temperature and the displacement and receive the crack through a scalar embedding function, discontinuous across the crack and smooth elsewhere, so that both fields can jump across it without a regularization length, and the displacement is enriched near the tip by the Williams expansion with trainable amplitudes. The two fields are obtained by minimizing an incremental conduction functional and the thermoelastic potential energy in a staggered sequence, with Monte Carlo integration on points stratified over background elements, densified near the tip and redrawn during training. The stress intensity factors are extracted by the interaction integral with the area term of Wilson and Yu and checked by a sweep of the contour radius, and the crack advances at the maximum hoop stress angle when the energy release rate of the kink reaches the critical value at the crack-tip temperature. On a stationary thermal edge crack the extracted stress intensity factor agrees with the published value to 0.11%, in a functionally graded shear test initiation agrees with an independent sharp-crack finite element solution to within one load step, and on a notched cruciform specimen the crack paths follow the published solutions under mechanical, thermal and combined loading.
• Abstract（参考訳）: 熱機械的破壊は、温度と変位が変化するにつれて成長するひび割れのあるき裂領域で過渡的な熱伝導を結合させる。 位相場破壊に対するニューラルエネルギーの解法が提案され、後にネットワーク入力による鋭い亀裂を表わすように拡張されているが、これらの解法では、亀裂領域への熱伝導と熱応力による亀裂伝播が未処理である。 本研究では, き裂を鋭いポリリンに残した熱機械的き裂伝播のための拡張された深部エネルギー法を提案する。 2つのネットワークは温度と変位を表現し、スカラー埋め込み関数を通してひび割れを受容し、ひび割れを横切る不連続で他の場所で滑らかにすることで、両方のフィールドが正規化の長さを伴わずに飛び越えることができ、その変位はウィリアムズ膨張により、トレーニング可能な振幅で、先端付近に濃縮される。 この2つの磁場は, 背景要素を成層した点へのモンテカルロ積分, 先端付近での密度化, トレーニング中の再露光により, 段階的伝導関数と熱弾性ポテンシャルエネルギーを最小化することにより得られる。 応力強度因子は、ウィルソンとユの領域項との相互作用積分により抽出され、輪郭半径の掃引によってチェックされ、クラックのエネルギー放出速度がクラックチップ温度で臨界値に達すると、クラックは最大フープ応力角で進行する。 定常熱端き裂では、抽出された応力強度係数が公表された値と0.11%に一致し、機能的に階調されたせん断試験開始は、独立のシャークラック有限要素溶液と1つの負荷ステップ内で一致し、切欠き十字形試験では、クラックパスは、機械的、熱的、複合的な負荷の下で公表された解に従う。

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