基于有限断裂法和比例边界有限元法的裂纹扩展模拟.PDF

卷 期 棳 棾棿 棽 计算 力 学 学 报 斨旓旍棶棾棿 斘旓棶棽 年 月 旇旈旑斿旙斿斒旓旛旘旑斸旍旓旀 旓旐旛旚斸旚旈旓旑斸旍斖斿斻旇斸旑旈斻旙 棽棸棻椃 棿 斄 旘旈旍棽棸棻椃 旔 旔 椇 钟红 斈斚斏棻棸棶椃椀棻棻 旙旍旞棽棸棻椃棸棽棸棸椃 棽棸棻椀棻棽棸椃棸棸棻 旉 基于有限断裂法和比例边界有限元法的裂纹扩展模拟 灣 钟 红 棳 牟 昊棳 文宣 棬 棳 棭 大连理工 学 建设工程学部 大连 棻棻椂棸棽棿 椇 暎 摘 要 基于有限断裂法和比例边界有限元法提出了一种裂缝开裂过程模拟的数值模型 采用基于有限断裂法 棳 棳 暎 的混合断裂准则作为起裂及扩展的判断标准 当最大环向应力和能量释放率同时达到其临界值时 裂缝扩展 结 棳 棳 合多边形比例边界有限元法 可以半解析地求解裂尖区域附近的应力场和位移场 在裂尖附近无需富集即可获得 暎 棳 棳 棳 高精度的解 计算能量释放率时 只需将裂尖多边形内的裂尖位置局部调整 无需改变整体网格的分布 网格重 暎 棳 棳 剖分的工作量降至最少 裂缝扩展步长通过混合断裂准则确定 避免了人 假设的随意性 并可以实现裂缝变步 棳 暎 棳 棳 长扩展的模拟 更符合实际情况 通过对四点剪切梁的复合型裂缝扩展过程的模拟 对本文模型进行了验证 并 棳 棳 暎 应用于重力坝模型的裂缝扩展模拟 计算结果表明 本文提出的模型简单易行且精度较高 椇 椈 椈 椈 椈 关键词 有限断裂法 比例边界有限元 裂纹扩展 可变步长 混合断裂准则 中图分类号椇 椈 椈 文献标志码椇 文章编号椇 棬 棭 斣斦 棻棻棶棻斚棾棿椂棶棻斚棽棿棽棶棽棻 斄 棻棸棸椃灢棿椃棸椄棽棸棻椃棸棽灢棸棻椂椄灢棸椃 棳 裂缝的每一步扩展 都需要遍历所有可能的扩展方 棻 引 言 棳