断裂问题的扩展有限元法研究

被引：38

作者：

茹忠亮 ^{[1
]}

朱传锐 ^{[1
]}

张友良 ^{[2
]}

赵洪波 ^{[1
]}

机构：

[1] 河南理工大学土木工程学院

[2] 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室

来源：

岩土力学 | 2011年 / 32卷 / 07期

关键词：

扩展有限元; 裂纹; 形函数; 数值方法;

D O I：

10.16285/j.rsm.2011.07.003

中图分类号：

O346.1 [断裂理论];

学科分类号：

080102 ;

摘要：

扩展有限元(extended finite element method,XFEM)是近年来发展起来的、在常规有限元框架内求解不连续问题的有效数值计算方法,其基于单位分解的思想,在常规有限元位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数及裂尖渐进位移场函数,避免了采用常规有限元计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新加密网格造成的不便。在推导扩展有限元算法的基础上,分析了应力强度因子的J积分计算方法及积分区域的选取。采用XFEM对I型裂纹进行了计算,有限元网格独立于裂纹面,无需在裂纹尖端加密网格;分析了积分区域、网格密度对应力强度因子计算精度的影响,指出了计算应力强度因子的合适参数,验证了此方法的可靠性和准确性。

引用

页码：2171 / 2176

页数：6

共 10 条

[1] 曲线翼型裂纹扩展路径理论分析及试验验证 [J].

李强 ;

杨庆 ;

栾茂田 ;

贾景超 .

岩土力学, 2010, 31 (02) :345-349

[2] 含裂纹体的数值模拟 [J].

余天堂 .

岩石力学与工程学报, 2005, (24) :4434-4439

[3] 扩展的无网格流形方法 [J].

李树忱 ;

程玉民 ;

李术才 .

岩石力学与工程学报, 2005, (12) :2065-2073

[4] 小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析 [J].

陈胜宏 ;

汪卫明 ;

徐明毅 ;

邹丽春 .

水利学报, 2003, (01) :66-71

[5] 高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及其扩展 [J].

黄云 ;

金峰 ;

王光纶 ;

张楚汉 .

清华大学学报(自然科学版), 2002, (04) :555-559

[6] 流形元方法在模拟裂纹扩展中的应用 [J].

王水林 ;

葛修润 .

岩石力学与工程学报, 1997, (05) :7-12

[7]

断裂力学[M]. 科学出版社 , 程靳, 2006

[8]

Experimentally derived crack growth models for different stress concentration factors[J] . J. Huynh,L. Molent,S. Barter.International Journal of Fatigue . 2008 (10)

[9]

On XFEM applications to dislocations and interfaces[J] . Ted Belytschko,Robert Gracie.International Journal of Plasticity . 2007 (10)

[10] Extended finite element method for cohesive crack growth [J].

Moës, N ;

Belytschko, T .

ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, 2002, 69 (07) :813-833

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