水利学报
水利學報
수리학보
2015年
4期
489-496,504
,共9页
断裂力学%裂纹面荷载%扩展有限元法%比例边界有限元法%扩展比例边界有限元法
斷裂力學%裂紋麵荷載%擴展有限元法%比例邊界有限元法%擴展比例邊界有限元法
단렬역학%렬문면하재%확전유한원법%비례변계유한원법%확전비례변계유한원법
fracture mechanics%surface tractions%extended finite element method%scale boundary finite element method%extended scale boundary finite element method
扩展有限元法(XFEM)在模拟裂纹扩展时无需进行网格重构,但需预先获得裂尖解析形式的渐进解去构造复杂的增强函数,在形成单元刚度阵时常需采用特殊的数值积分技术;比例边界有限元法(SBFEM)作为一种半解析的方法可以高精度地由统一的公式直接求出广义应力强度因子而无需预先知道应力奇异的类型.将二者相结合,建立扩展比例边界有限元法(X-SBFEM),可提高算法处理复杂断裂问题的能力.该方法利用SBFEM描述裂尖的奇异应力场而在裂纹主体段仍用传统的XFEM模拟.随后,从虚功原理出发,推导了在裂纹面受荷载作用时,裂尖超单元的等效节点荷载以及位移场和应力场的求解公式.数值算例中,求解了半无限大板在裂纹面受各种分布荷载作用下的应力强度因子及矩形板的裂纹扩展问题,计算结果显示X-SBFEM是有效的.
擴展有限元法(XFEM)在模擬裂紋擴展時無需進行網格重構,但需預先穫得裂尖解析形式的漸進解去構造複雜的增彊函數,在形成單元剛度陣時常需採用特殊的數值積分技術;比例邊界有限元法(SBFEM)作為一種半解析的方法可以高精度地由統一的公式直接求齣廣義應力彊度因子而無需預先知道應力奇異的類型.將二者相結閤,建立擴展比例邊界有限元法(X-SBFEM),可提高算法處理複雜斷裂問題的能力.該方法利用SBFEM描述裂尖的奇異應力場而在裂紋主體段仍用傳統的XFEM模擬.隨後,從虛功原理齣髮,推導瞭在裂紋麵受荷載作用時,裂尖超單元的等效節點荷載以及位移場和應力場的求解公式.數值算例中,求解瞭半無限大闆在裂紋麵受各種分佈荷載作用下的應力彊度因子及矩形闆的裂紋擴展問題,計算結果顯示X-SBFEM是有效的.
확전유한원법(XFEM)재모의렬문확전시무수진행망격중구,단수예선획득렬첨해석형식적점진해거구조복잡적증강함수,재형성단원강도진시상수채용특수적수치적분기술;비례변계유한원법(SBFEM)작위일충반해석적방법가이고정도지유통일적공식직접구출엄의응력강도인자이무수예선지도응력기이적류형.장이자상결합,건립확전비례변계유한원법(X-SBFEM),가제고산법처리복잡단렬문제적능력.해방법이용SBFEM묘술렬첨적기이응력장이재렬문주체단잉용전통적XFEM모의.수후,종허공원리출발,추도료재렬문면수하재작용시,렬첨초단원적등효절점하재이급위이장화응력장적구해공식.수치산례중,구해료반무한대판재렬문면수각충분포하재작용하적응력강도인자급구형판적렬문확전문제,계산결과현시X-SBFEM시유효적.
