فهرست مطالب
نشریه روش های عددی در مهندسی
سال چهل و سوم شماره 2 (تابستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/11/01
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحات 1-26بر خلاف شبکه های متشکل از المان های مثلثی/ چهاروجهی در روش اجزای محدود دو/سه بعدی، ریز کردن محلی شبکه های متشکل از المان های چهارضلعی/ شش وجهی با حفظ سازگاری دشوار بوده و معمولا منجر به اعوجاج شدید المان ها می گردد. روش شناخته شده و پرکاربرد برای برطرف کردن این مشکل، ریزکردن محلی شبکه بر اساس المان های انتقالی و گره های معلق است. نکته ی کلیدی در این روش، اعمال پیوستگی تغییر مکان در مرز المان های انتقالی در حضور گره های معلق است. المان های انتقالی معرفی شده در ادبیات فنی با توجه به نحوه ی قرارگیری در شبکه رابطه بندی های مختلف داشته و نیز محدود به یک تعداد مشخص از گره های معلق بر مرز المان می باشند. بنابراین پیاده سازی آن ها برای یک حالت بسیار عمومی پیچیده است. در این مقاله یک المان انتقالی جدید بر اساس توابع شکل جایگزین معرفی شده است که با یک رابطه بندی واحد حالات مختلف قرارگیری المان انتقالی در شبکه و نیز تعداد دلخواه گره های معلق را پشتیبانی می کند. هم چنین اثبات تحلیلی به منظور نشان دادن حفظ کامل شرایط پیوستگی و تقسیم جزء واحد در روش پیشنهادی هنگام ریزکردن محلی شبکه به کمک توابع شکل جایگزین ارائه شده است. در نهایت با حل مثال های عددی دو و سه بعدی مقایسه بین دقت و همگرایی روش پیشنهادی و روش های موجود در پیشینه فنی صورت گرفته است.کلیدواژگان: روش اجزای محدود، ریزشدگی محلی شبکه، گره های معلق، المان انتقالی، توابع شکل جایگزین
-
صفحات 29-49
صفحات غیر همسانگرد1 مورد استفاده در سازه های کامپوزیتی در معرض کمانش های موضعی ازجمله کمانش فشاری قرار دارند. در فرآیند طراحی و ساخت اغلب سازه های بزرگ و یا سازه ها با هندسه پیچیده، اتصالات در سازه گریزناپذیر است. امروزه اتصالات چسبی به دلیل برخی مزیت ها نسبت به اتصالات مکانیکی کاربرد گسترده ای در اتصال سازه های کامپوزیتی پیدا کرده است. در این مقاله به بررسی پدیده کمانش صفحات چندلایه مستطیلی غیر همسانگرد متصل شده با چسب پرداخته شده است و اثرات نیرویی لایه چسب تحت شرایط بارگذاری کمانشی بررسی شده است. به منظور به دست آوردن بارهای بحرانی کمانش تحت شرایط مرزی مختلف از روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته2 استفاده شده است. تحلیل کمانش بر مبنای روابط تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول2 برای مواد کامپوزیت کربن/اپوکسی، شیشه/اپوکسی و کولار/اپوکسی با لایه چینی های مختلف ارائه شده است. اثر ضخامت و جنس چسب به عنوان لایه اتصال بررسی شده است. در صفحات از یک نوع لایه چینی، صفحات از جنس کربن اپوکسی دوجهته استحکام کمانشی بالاتری را از خود نشان می دهند و به صورت کلی هر چه نسبت طول به عرض صفحات بیشتر شود، استحکام کمانشی افزایش می یابد. در اتصالات با نتایج به دست آمده با استفاده از روش آنالیز اجزای محدود در نرم افزار آباکوس4 مقایسه شده اند.
کلیدواژگان: کمانش فشاری، صفحات کامپوزیتی، اتصال لب به لب5، اتصال چسبی، روش مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته -
صفحات 51-67
چاه گرمایی میکروکانالی حرارت را از تجهیزات جذب می کنند و با بیشینه نمودن سطح تماس با سیال اطرافش، حرارت را به آن سیال منتقل می کنند. در پژوهش حاضر به شبیه سازی سه بعدی جریان آب، نانوسیال و نانوسیال هیبریدی در یک چاه گرمایی با فین های با آرایش مثلثی و سطح مقطع دایره با ارتفاع 5/1میلی متر و شارحرارتی یکنواخت پرداخته می شود. شبیه سازی به کمک نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت 2019 انجام شده است. شرط مرزی شار حرارتی ثابت و یکنواخت بر دیواره پایین چاه حرارتی اعمال شده است. اثرات متغیرهای کسرحجمی نانوذرات، نوع نانو ذرات و عدد رینولدز برروی عملکرد هیدرودینامیکی و حرارتی چاه حرارتی مورد بررسی قرار می گیرد. دو نوع نانوسیال و یک نوع نانوسیال هیبریدی در سه کسر حجمی 01/0، 002/0 و 04/0 مورد بررسی می گیرند. در ابتدا افت فشار و انتقال حرارت مورد بررسی قرار می گیرد سپس با تعریف ضریب عملکرد حرارتی بهترین نانوسیال مشخص می شود. شبیه سازی ها نشان می دهد با افزایش کسرحجمی در نانوسیال آب- اکسیدآلومینیوم انتقال حرارت کاهش می یابد اما در نانوسیال آب- مس با افزایش کسرحجمی انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین در نانوسیال هیبریدی آب- اکسید آلومینیوم- مس در کسر حجمی 04/0 از بازه عدد رینولدز400 به بالا انتقال حرارت افزایش می یابد.
کلیدواژگان: چاه گرمایی، انتقال حرارت، نانوسیال، نانوسیال هیبریدی، خواص متغیر -
صفحات 69-82در این مقاله به ارائه مدل یک محیط نیم فضای دوبعدی در حضور یک حفره دایره ای زیرسطحی تحت ضربه ی اسکالر یکنواخت سطحی پرداخته شده است. در این میان از روش اجزای مرزی تقابل دوگانه استفاده شده است که فرآیند شبکه بندی را روی مرز هندسه مدل و در صورت نیاز در اندک نقاط درونی متمرکز می سازد. سهولت در فرمول بندی و تحلیل گام به گام گذرا در عدم نیاز به هسته ها و حل اساسی حوزه زمان از مشخصات بارز این روش محسوب می شود. ابتدا ضمن معرفی روش و ارائه مختصر فرمول بندی، با تحلیل یک مثال کاربردی، الگوریتم تهیه شده مبتنی بر رویکرد مزبور صحت سنجی شده است. سپس با مدل سازی یک محیط نیم فضای حفره دار، تغییرمکان گذرا در نقاط مختلف سطح زمین و پیرامون حفره در برابر تحریک سطحی فشاری از نوع موجک ریکر حساسیت سنجی شده است. نتایج نشان داد حضور حفره نه تنها در تغییر الگوی پراکنش بلکه در تشکیل نواحی امن در پشت جبهه موج موثر است. استفاده از این روش کارا در حوزه ژئوتکنیک لرزه ای به ویژه در تحلیل های حاصل از انفجار سطحی به کلیه محققان توصیه می شود.کلیدواژگان: روش اجزای مرزی تقابل دوگانه، ضربه ی سطحی، محیط نیم فضای حفره دار، پاسخ دینامیکی
-
صفحات 83-106زنجیره تامین یک محصول شامل تمامی سازمان ها و شرکت هایی است که در فرآیند تهیه، تامین، تولید، توزیع و تحویل آن محصول به مشتری نقش دارند. یکی از مهم ترین ارکان مدیریت زنجیره تامین، هماهنگی این اجزا است. اقلام فسادپذیر که به عنوان کالاهایی پرکاربرد شناخته می شوند، در پژوهش های مربوط به کنترل موجودی جایگاه ویژه ای دارند، زیرا این اقلام با گذر زمان ممکن است فاسد، تبخیر یا تخریب شوند و از این طریق ارزش یا مقدار خود را از دست بدهند. بنابراین، تعیین مقدار و زمان سفارش برای این نوع اقلام اهمیت بسیاری دارد. علاوه بر این، اعضای زنجیره تامین معمولا با محدودیت بودجه مواجه هستند و تولیدکننده بخشی از نقدینگی مورد نیاز خود را در ابتدای تولید از طریق دریافت نسبتی از مبلغ کل سفارش تامین می کند. تعیین این نسبت نیز بسیار حائز اهمیت است. در این تحقیق، یک زنجیره تامین دوسطحی شامل یک عمده فروش و یک تولیدکننده که کالایی فسادپذیر تولیدمی کند، مورد بررسی قرارگرفته است. برای ایجاد هماهنگی و همکاری بلندمدت بین اعضا و حداکثرسازی سود زنجیره تامین، از سازوکار تخفیف استفاده شده است. در این سازوکار، یکی از تخفیف ها بر اساس زمان سفارش و دیگری بر اساس نسبت پیش پرداخت عمل می کند. در نهایت، یک مثال عددی بررسی شده و تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای مسئله انجام شده است، نتایج نشان می دهد که با اعمال سازوکار هماهنگی و تعیین مقادیر بهینه برای مقدار سفارش، زمان سفارش و نسبت پیش پرداخت، سود اعضا و کل زنجیره تامین در حالت هماهنگ نسبت به حالت ناهماهنگ افزایش یافته است.کلیدواژگان: مدیریت زنجیره تامین، هماهنگی، کالای فسادپذیر، تخفیف، پیش پرداخت، محدودیت بودجه
-
صفحات 107-125روش تحلیل هم هندسی با هدف کاهش فاصله بین تحلیل و طراحی به کمک رایانه معرفی شده است. این روش دارای مزایایی همچون مدل سازی دقیق هندسه، روش های بهبودسازی مناسب، راحتی دستیابی به توابع مرتبه بالا و دقت بالاتر در محاسبات است. هدف این پژوهش، ارائه روشی کارآمد برای اعمال بارهای گسترده بر سطوح دارای انحنا در تحلیل هم هندسی است. یکی از چالش های اصلی در این روش، نحوه اعمال شرایط مرزی بر روی هندسه های پیچیده است. در مدل های دارای انحنا، برخی از نقاط کنترلی روی هندسه قرار نمی گیرند که موجب ابهام در توزیع بار روی این نقاط می شود. در این پژوهش، از توابع نربز که توابعی غیردرون یاب و استاندارد در سامانه های طراحی رایانه ای هستند، برای تقریب فضای حل و توصیف هندسه استفاده شده است. همچنین، به منظور استفاده از قابلیت های ابزارهای طراحی به کمک رایانه، نحوه واردکردن هندسه های ایجاد شده در نرم افزار راینو به تحلیل هم هندسی با استفاده از فرآیند استخراج بزیه توضیح داده می شود. نتایج بدست آمده، صحت و کارآیی روش پیشنهادی را تایید می کنند.کلیدواژگان: روش هم هندسی، توابع نربز، بار گسترده، سطوح دارای انحنا، استخراج بزیه
-
صفحات 127-142
سیم های آلومینیومی، با توجه به کاربرد فراوان در صنایع گوناگون، به خصوص در صنعت انتقال برق، از اهمیت بسزایی برخوردار بوده اند. یکی از موثرترین روش ها برای بررسی ریزساختار، استفاده از تئوری کریستال پلاستیسیته است. در این پژوهش، تحولات ریزساختاری یک سیم آلومینیومی سری 1000 (گرید 1350) با قطر چهار میلی متر تحت بارگذاری پیچشی با استفاده از حل گر طیفی (تبدیل فوریه سریع) نرم افزار داماسک مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور، حل کریستال پلاستیسیته طیفی بر روی یک نماینده المان حجمی با تعداد 100 دانه انجام می شود. بافت اولیه غیرتصادفی به صورت اعداد چهاروجهی به نماینده المان حجمی اختصاص داده شده و سپس به کمک حل طیفی کریستال پلاستیسیته، اعداد چهاروجهی تغییرشکل یافته در اثر تغییرشکل برش استخراج می گردند. با استفاده از بسته نرم افزاری ام تکس موجود در متلب، این اعداد به اشکال قطبی، اشکال قطبی معکوس و تابع توزیع جهت گیری دانه ها تبدیل شده و ترسیم گردید. صحت سنجی نتایج شبیه سازی کریستال پلاستیسیته طیفی به کمک مقایسه نتایج تجربی آزمایش پراکنش الکترون برگشتی با نتایج شبیه سازی انجام شده است. مقایسه نتایج نمونه π رادیان چرخش نشان داد که جزء های ، ، ، ، و در نتایج شکل قطبی مشاهده می شوند اما جزء محسوسی از نتایج تابع توزیع جهت در هر دو نمونه آزمون های تجربی و شبیه سازی کریستال پلاستیسیته دیده نمی شود.
کلیدواژگان: کریستال پلاستیسیته، بافت، تحولات ریزساختاری، روش عددی طیفی -
صفحات 143-161
استخوان دارای ساختار سلسله مراتبی است که با آرایش پیچیده در مقیاس های طولی متفاوت دارای قابلیت های مکانیکی، شیمیایی و زیستی منحصربه-فردی است. برای شناخت خصوصیات مکانیکی استخوان، باید ساختار سلسله مراتبی و همچنین ترکیب استخوان در نظر گرفته شود. در پژوهش حاضر مدل های عددی دوبعدی از ریزساختار بافت متراکم استخوانی به صورت کامپوزیت های سه فازی و چهار فازی به کمک اسکرپیت نویسی به زبان پایتون ایجاد شد و به عنوان ورودی به نرم افزار آباکوس داده شد. سپس به کمک فرمول بندی روش میدان فاز به تحلیل شکست در برش عرضی بافت متراکم تحت بارگذاری کششی پرداخته شد. در ابتدا داده های مربوط به استخوان لگن گاو به کامپوزیت سه فازی نسبت داده شد و پس از اعتبارسنجی روش میدان فاز پیاده سازی شده، شبیه سازی اصلی برای مدل های سه فازی و چهار فازی با داده های مربوط به بافت متراکم استخوان انسان انجام گردید. سپس برای هر یک از مدل ها، نمودار تنش-کرنش در حالت بارگذاری کششی استخراج شد. خروجی های بدست آمده روی دو مدل عددی با یکدیگر متفاوت بود. این تفاوت نشان دهنده نقش مهم ریزساختار بافت استخوان در شکست است. نتایج نشان داد که استحکام نهایی مدل سه فازی از مدل چهارفازی بیش تر است. وجود خطوط سیمانی به عنوان یک فاز مادی ضعیف تر نسبت به سایر فاز های مادی موجب این اختلاف شد. در مقابل، انعطاف پذیری مدل چهار فازی نسبت به مدل سه فازی بیشتر شد. در این مطالعه، نقش خطوط سیمانی در افزایش انعطاف پذیری و کاهش استحکام نهایی نشان داده شد. این ویژگی می تواند مکانیزمی برای انحراف و یا حتی توقف ترک در مدل ساختاری باشد. همچنین در پایان کار، اثر افزایش تخلخل بر کاهش استحکام نهایی استخوان بررسی شد و نشان داده شد که با افزایش تخلخل، استحکام نهایی به طور چشمگیری کاهش پیدا خواهد کرد.
کلیدواژگان: بافت متراکم استخوان، ریزساختار، روش میدان فاز، کامپوزیت سه فازی، کامپوزیت چهارفازی، خطوط سیمانی، تخلخل
-
Pages 1-26Unlike triangular/tetrahedral elements used in the finite element method for two/three-dimensional problems, local refinement of meshes composed of quadrilateral/hexahedral elements while maintaining the compatibility is challenging, and often results in severe distortion of the elements. A well-known and widely used approach to address this issue is the local mesh refinement based on transitional elements with hanging nodes. The key point in this method is enforcing the displacement continuity at the transitional element boundaries in the presence of hanging nodes. Transitional elements introduced in the literature employ various formulations depending on their placement within the mesh, and are also constrained by a maximum number of hanging nodes. along the element boundary. Therefore, their implementation for a general case is quite complicated. This paper presents a novel transitional element based on alternative shape functions, which offers a unified formulation for different placements of transitional elements in the mesh, applicable to any number of hanging nodes. Additionally, an analytical proof is provided to demonstrate the continuity and partition of unity properties in the proposed method, used in local mesh refinement. Finally, numerical examples in two and three dimensions are simulated to compare the accuracy and convergence of the proposed method against the existing methods in the literature.Keywords: Finite Element Method, Local Mesh Refinement, Hanging Nodes, Transition Elements, Alternative Shape Functions
-
Pages 29-49
Orthotropic plates used in composite structures are subject to local buckling, including compressive buckling. In the process of designing and building most large structures or instruments with complex geometry, joints in the structure are unavoidable. Today, adhesive joints are widely used in connecting composite structures due to some advantages over mechanical joints. In this article, the buckling phenomenon of orthotropic rectangular multilayer plates connected with glue has been investigated, and the force effects of the glue layer under buckling loading conditions have been studied. In order to obtain the critical buckling loads under different boundary conditions, the generalized differential quadrature method (GDQM) has been used. Buckling analysis is presented based on first-order shear deformation theory (FSDT) for carbon/epoxy, glass/epoxy and Kevlar/epoxy composite materials with different porcelain layers. The effect of thickness and type of the adhesive as a bonding layer has been investigated. In plates made of a type of porcelain layer, two-way carbon epoxy plates show higher buckling strength, and in general, the higher the ratio of length to width of the plates is, the higher the buckling strength will be. In the connections, the obtained results have been compared with the results from the finite element analysis in ABAQUS commercial software.
Keywords: Compressive Buckling, Composite Plates, Lap- Joint, Adhesive Joint, GDQM -
Pages 51-67
In recent years, many studies have been conducted on the field of microchannels' sinks. The microchannel sink absorbs heat from other equipments and transfers it to the fluid by maximizing the contact area. In the present research, three-dimensional water flow, nanofluid and hybrid nanofluid in heat sink with constant heat flux, have been studied. The simulation process have been done in the commercial software ANSYS fluent. In the simulation process, the constant and uniform heat flux boundary condition has been applied to the bottom of the heat sink's wall. The influence of variables such as the nanoparticles volume fraction, nanoparticles types and Reynolds values on the hydrodynamic performance and heat sink will be investigated. After this stage, two types of nanofluid and one type of hybrid nanofluid in 0.04, 0.02 and 0.01 volume fractions will be considered as well. In this paper, first the pressure drops and heat transfer will be examined, and then the best nanofluid will be defined by considering the coefficient of thermal performance. The simulations show that the heat transfer decreases with increasing the volume fraction in the water-aluminium oxide nanofluid. On the other hand, the heat transfer increases with raising the volume fraction in the water-copper nanofluid. Also in the water-aluminium oxide-copper hybrid nanofluid, the heat transfer rises up in the 0.04 volume fraction in the range of 400 and above values for the Reynolds number.
Keywords: Heat Sink, Heat Transfer, Nano Fluid, Hybrid Nano Fluid, Variable Properties -
Pages 69-82In this paper, a two-dimensional half-space model is presented in the presence of a subsurface circular cavity under a uniform surface scalar pulse. In this regard, a dual reciprocity boundary element method (DR-BEM) was successfully developed, in which the discretizing process was only applied to the boundary of the model as well as a few internal points. The simple formulation and step-by-step transient analysis in the absence of time-domain fundamental solutions were some of the characteristics of the implemented approach. First, by introducing the method and briefly presenting the formulation, a time-domain algorithm was prepared based on the mentioned approach, then it was validated by comparing with the existing analytical solutions. Moreover, by modeling a half-space domain including a subsurface circular cavity, the transient displacement was obtained at different points of the ground surface and the cavity wall, subjected to the surface pulse of the Ricker wavelet type function. The results showed that the presence of the cavity was effective not only in changing the distribution pattern, but also in the formation of safe areas behind the wave front. The efficient approach is recommended to all researchers in the field of geotechnical earthquake engineering, especially in the analysis of surface explosions.Keywords: DR-BEM, Half-Space, Transient Response, Subsurface Cavity, Surface Pulse
-
Pages 83-106The supply chain of a product encompasses all organizations and companies involved in the processes of procurement, supply, production, distribution, and delivery of that product to the customer. One of the most critical aspects of supply chain management is the coordination among these elements. Perishable products, which are recognized as widely used items, hold a significant position in inventory control research because these items may deteriorate, evaporate, or degrade over time, leading to a loss of value or quantity. Therefore, determining the order quantity and timing for such products is crucial. Additionally, supply chain members often face budget constraints, and the manufacturer secures part of the required liquidity at the beginning of production by receiving a portion of the total order amount upfront. Determining this portion is also of great importance. In this study, a two-level supply chain, consisting of a wholesaler and a manufacturer producing a perishable product, has been examined. To foster long-term coordination and collaboration among members and to maximize supply chain profit, a discount mechanism has been utilized. This mechanism includes one discount based on order timing and another based on the prepayment ratio. Finally, a numerical example has been analyzed, and sensitivity analysis has been conducted on the problem's parameters. The results demonstrate that by implementing the coordination mechanism and determining the optimal values for order quantity, order timing, and prepayment ratio, the profit of both the members and the entire supply chain increases in the coordinated state compared to the uncoordinated state.Keywords: Supply Chain Management, Coordination, Perishable Product, Discount, Prepayment, Budget Constraint
-
Pages 107-125The isogeometric method was introduced to bridge the gap between computer-aided design (CAD) and analysis. This method offers advantages such as precise geometric modeling, suitable refinement methods, easy access to higher-order functions, and higher computational accuracy. The aim of this research is to provide an efficient method for applying the distributed loads on curved surfaces in isogeometric analysis. One of the main challenges in this method is how to apply boundary conditions on complex geometries. In curved models, some control points may not lie on the geometry, leading to ambiguity in the distribution of loads on these points. This study uses NURBS functions, which are standard non-interpolatory functions in CAD systems, to approximate the solution space and describe the geometry. Additionally, to leverage the capabilities of CAD tools, the process of importing geometries created in Rhino into isogeometric analysis using Bézier extraction is explained. The results confirm the accuracy and efficiency of the proposed method.Keywords: Isogeometric Method, NURBS, Distributed Loads, Curved Surfaces, Bézier Extraction
-
Pages 127-142
Aluminum wires, due to their extensive use in various industries, particularly in the electrical industry, have been of significant importance. One of the most effective methods for investigating microstructure is the utilization of crystal plasticity theory. In this study, the microstructural changes of a 1000 aluminum wire (grade 1350) with a diameter of 4 mm under torsional loading are examined using a spectral solver (Fast Fourier Transform) in DAMASK software. For this purpose, Crystal Plasticity Fast Fourier Transform (CPFFT) is applied to a Representative Volume Element (RVE) containing 100 grains. The initial non-random texture is assigned to the Representative Volume Element (RVE) as quaternion numbers, and then, using a crystal plasticity spectral solver, the deformed quaternion numbers due to shear deformation are extracted. Using the MTEX toolbox available in Matlab, these numbers are transformed into pole figures (PF), inverse pole figures (IPF), and orientation distribution functions (ODF) of grains were converted and plotted. The accuracy of CPFFT results is validated against experimental results from Electron Backscatter Diffraction (EBSD) tests. Comparison of the results for a π-radian rotation sample shows that components A، A^*1 ، A^*2، B and B are created at the pole figure results, but did not indicate any component from the orientation distribution function in both EBSD and CPFFT test samples.
Keywords: Crystal Plasticity, Texture, Microstructural Evolution, Numerical Spectral Solver -
Pages 143-161
Bone has a hierarchical structure which features a complex arrangement at different length scales, endowing it with unique mechanical, chemical, and biological capabilities. To understand the mechanical properties of bone, one must consider its hierarchical structure as well as its composition. In the current research, two-dimensional numerical models of the cortical tissue microstructure of bone were created as three-phase and four-phase composites by scripting in Python, and were imported into the Abaqus software. Subsequently, fracture analysis in the transverse section of dense tissue under tensile loading was conducted using the phase-field method formulation. Initially, as a benchmark problem, data related to bovine pelvic bone was attributed to a three-phase composite, and after validating the implemented phase-field method, the primary simulation was performed for three-phase and four-phase models, with data related to human cortical bone tissue. Then, for each of the simulated three-phase and four phase models with human data, a stress-strain diagram in the tensile loading state was extracted. The outputs, obtained from the simulation performed on the two numerical models, differed from each other. The difference indicates the significant role of the bone tissue microstructure in fracture. The results showed that the ultimate strength of the three-phase model is greater than that of the four-phase model. The presence of cement lines as a weaker material phase compared to other material phases caused this difference. Conversely, the flexibility of the four-phase model was greater than that of the three-phase model. This study demonstrated the role of cement lines in increasing flexibility and reducing ultimate strength. This feature could be a mechanism for deviation or even stopping a crack in the structural model. Additionally, at the end of the work, the effect of increased porosity on the reduction of the final strength of the bone was examined, and it was shown that with increased porosity, the final strength will significantly decrease.
Keywords: Cortical Bone Tissue, Microstructure, Fracture, Phase-Field Method, Three-Phase Composite, Four-Phase Composite, Cement Line, Porosity