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一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法技术

技术编号:42616927 阅读:29 留言:0更新日期:2024-09-03 18:22
本申请涉及计算力学领域,具体公开了一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其包括步骤S1、根据扩展有限元法中裂纹尖端的应力和位移,计算裂纹尖端的应力强度因子,并结合断裂准则来判定裂纹是否扩展;步骤S2、根据裂纹尖端的应力强度因子计算裂纹的扩展方向,确定裂纹的扩展长度,在裂纹扩展的过程中对裂纹扩展的方向进行修正;步骤S3、更新裂纹,再执行步骤S1‑S2。相比于传统的裂纹扩展方法,本申请提供的方法能更好地模拟弯曲裂纹的扩展,减小扩展有限元法在计算裂纹扩展路径时的误差,得到更加合理的裂纹路径。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及计算力学领域,尤其是涉及一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法


技术介绍

1、天然的岩石材料在地质构造运动、地震、温度变化等作用下通常会含有较多裂纹,这导致岩石的强度减弱和变形增加,对工程结构的稳定性和安全性造成不利影响。因此,为了确保岩土工程中的工程结构安全,必须深入分析裂纹在岩石破坏中的作用。

2、岩土工程中涉及的裂纹问题通常属于非线性问题,传统的理论分析方法只能解决一些简单的裂纹问题,对于复杂裂纹问题则难以应对。因此,为了更好地解决实际工程中的裂纹问题,有许多的数值方法被提出来求解工程中的裂纹问题,比如,有限元法、扩展有限元法、离散元法、近场动力学、有限差分法等。在这些方法中,扩展有限元法因其计算裂纹扩展问题不需要进行网格重划分,并且其计算精度高,因此被广泛用于解决裂纹扩展问题。

3、扩展有限元法计算裂纹的扩展过程如图1所示,其整体计算流程可以表达如下:

4、步骤1、根据问题的初始力学条件,模型的大小以及计算精度的要求,初始化模型参数;

5、步骤2、输入裂纹信息,材料参数和边界条件等,采用扩本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:所述步骤S1的具体方法为:

3.根据权利要求1所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:所述步骤S2包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:计算裂纹的扩展方向时,裂纹尖端的应力强度因子代入的断裂准则为最大周向应力断裂准则和最小应变能密度因子准则。

5.根据权利要求3所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:记录裂...

【技术特征摘要】

1.一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:所述步骤s1的具体方法为:

3.根据权利要求1所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:所述步骤s2包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:计算裂纹的扩展方向时,裂纹尖端的应力强度因子代入的断裂准则为最大周向应力断裂准则和最小应变能密度因子准则。

5.根据权利要求3所述的一种在扩展有限元法中模拟裂纹扩展的方法,其特征在于:记录裂纹的扩展次数及裂纹扩展方向的方法包括:<...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈俊伟赵智周小平
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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