工程结构裂纹问题求解方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供工程结构裂纹问题求解方法以及装置，该求解方法包括：基于实际待求解工程结构的材料参数、单元类型、单元划分数量以及边界条件信息，建立该工程结构的数值模型，并对数值模型的每个单元上的节点进添加材料参数和边界条件信息；建立位移和应力方程；对位移和面力方程均进行离散和整合；求解方程，通过高斯数值求解法求得模型的边界和内部点的受力和位移数据，作为待求解工程结构的受力和位移数据。本发明专利技术能够方便地求解出工程结构的边界上和裂纹上下面的面力，应力，相对位移以及内部点的应力和位移等参数，求解结果具有较高的准确性和有效性，进而能够用于实际工程中分析和预测结构的裂纹情况，确保工程结构的安全性和可靠性。

Solution method and device of engineering structure crack problem

【技术实现步骤摘要】
工程结构裂纹问题求解方法以及装置
本专利技术属于固体力学
，具体涉及一种工程结构裂纹问题求解方法以及装置。
技术介绍
众所周知，裂纹问题在工程结构中相当普遍，由于工程材料制作工艺品质较差或者工程结构受到了超出设计标准的荷载，进而导致工程结构出现裂纹，若不及时发现、整治，则会导致工程结构失效，甚至造成工程建筑的坍塌倾倒，对人身安全和社会财富造成巨大损害。以现代建筑中大力推行的钢结构建筑为例，钢铁等金属材料大量被用到建筑工程中，因此对于出现裂纹的钢结构材料进行计算分析其应力和位移的变化极为重要。在如今的数值分析方法中，边界元法具有计算量小，模型构建与重构简单，因而引起了国内为学者开始将边界元利用到模拟计算裂纹问题当中。边界元法是一种将控制微分方程转化为边界积分方程的数值方法，它基于格林公式和问题的基本解。与其它数值方法相比，边界元法具有只离散化和降维的优点，这意味着与有限元法相比，边界元法具有减少初始数据准备和计算时间的能力，其重构过程比有限元法要简单得多。弹性问题边界元理论可分为直接边界元法(DBEM)和间接边界元法(IBEM)两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程结构裂纹问题求解方法，其特征在于，包括：/n步骤1：基于实际待求解工程结构的材料参数、单元类型、单元划分数量以及边界条件信息，建立该工程结构的数值模型，并对数值模型的每个单元上的节点进添加材料参数和边界条件信息；/n步骤2：建立位移和应力方程/n

【技术特征摘要】
1.一种工程结构裂纹问题求解方法，其特征在于，包括：
步骤1：基于实际待求解工程结构的材料参数、单元类型、单元划分数量以及边界条件信息，建立该工程结构的数值模型，并对数值模型的每个单元上的节点进添加材料参数和边界条件信息；
步骤2：建立位移和应力方程



其中，
∑tj(y)＝tj(y+)+tj(y-)(3)
Δuj(y)＝uj(y+)-uj(y-)(4)









i,j,k为取值1和2的整数；Γ为研究域的边界；S+为裂纹上下表面中的任一个面；点2π·cij(x)是内部点x的边界角，如果x附近是光滑的，则有cij(x)＝0.5；ui(x)和ti(y)是位移和牵引力；ni(y)是单位外法向量；ujex和tjex为外部位移和面力；位移uijex(∞)是当点x趋向于无穷远处的点位移；基本解Uij(x,y),Tij(x,y)，Kik(x,y)和Hik(x,y)定义为：















面力方程为：



其中



已知面力和应力具有以下关系，进而则可通过面力求得应力：
cij(x)tj(x)＝cij(x)σij(x)nj(x),x∈Γ(15)
进一步，对于方程(1)，令uijex(∞)定义为常数C＝[C1,C2]Τ，则方程(1)中的第一个方程可以分别改写为(16)和(17)：






对于位移C位置，添加附加方程：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彪，王桥，周伟，马刚，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42