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含裂纹体的数值模拟

岩石力学与工程学报 2005年第24期24卷 4434-4439页

作者：余天堂河海大学土木工程学院江苏南京210098

不连续体的数值模拟一直是工程界的热点和难点问题,特别是动态裂纹的追踪问题,由于该问题具有重要的现实意义,一直是大家关注的问题。扩展有限元是近几年出现的一种可方便模拟静态、动态裂纹的数值方法。据此,给出了这种在常规有限元框... 详细信息

不连续体的数值模拟一直是工程界的热点和难点问题,特别是动态裂纹的追踪问题,由于该问题具有重要的现实意义,一直是大家关注的问题。扩展有限元是近几年出现的一种可方便模拟静态、动态裂纹的数值方法。据此,给出了这种在常规有限元框架下可模拟强不连续问题(位移)和弱不连续问题(应变局部化)的数值方法。在常规有限元位移模式中,基于单位分裂的思想加进一个跳跃函数和渐进缝尖位移场,对不连续体附近的节点自由度局部加强,反映出位移的不连续性,这样不连续体和有限元网格可以互相独立。详细给出了扩展有限元的基本原理,导出了相应的公式,给出了一种求解不连续函数的积分方法和缝尖应力强度因子的计算。算例分析表明,扩展有限元能方便有效地模拟不连续性问题,且能大大缩短前处理时间,是一种具有应用前景的模拟不连续问题数值方法。

关键词：数值分析扩展有限元单位分裂裂纹体局部加强跳跃函数渐进缝尖位移场

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三维裂纹体的断裂分析

大连理工大学学报 1989年第4期29卷 423-430页

作者：陈浩然贺勇大连理工大学工程力学研究所

采用等参奇性边界单元法求解了三维裂纹体的复合型应力强度因子，并采用Ｆｏｒｍａｎ模型，模拟了三维裂纹体疲劳断裂过程，预估了在等幅和变幅载荷作用下的三维裂纹体的疲劳寿命。文中给出了两个数值算例，其计算值与试验结果比较表明... 详细信息

采用等参奇性边界单元法求解了三维裂纹体的复合型应力强度因子，并采用Ｆｏｒｍａｎ模型，模拟了三维裂纹体疲劳断裂过程，预估了在等幅和变幅载荷作用下的三维裂纹体的疲劳寿命。文中给出了两个数值算例，其计算值与试验结果比较表明，提出的方法与程序可满足工程分析要求。

关键词：裂纹体疲劳断裂边界元法

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混凝土裂纹体流变可靠性研究

抚顺石油学院学报 1999年第2期19卷 66-72页

作者：蔡业彬陈再良广东石油化工高等专科学校

在流变断裂学基础上引入可靠性理论，提出在考虑荷载及混凝土性能随机性的条件下，解决了流变影响的混凝土裂纹体可靠性的分析方法。通过实例计算，反映了流变可靠性指标βＲＬ明显的时间相依性，得出了流变极限可靠指标βＲ的概念，对... 详细信息

在流变断裂学基础上引入可靠性理论，提出在考虑荷载及混凝土性能随机性的条件下，解决了流变影响的混凝土裂纹体可靠性的分析方法。通过实例计算，反映了流变可靠性指标βＲＬ明显的时间相依性，得出了流变极限可靠指标βＲ的概念，对建筑结构设计规范和水工结构规范的修订有一定的参考价值。

关键词：混凝土蠕变断裂流变可靠指标裂纹体

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混凝土裂纹体的裂纹延迟失稳扩展(英文)

湘潭大学自然科学学报 1989年第1期11卷 64-79页

作者：袁龙蔚湘潭大学流变力学研究所

为对混凝土构筑物的裂纹延迟失稳扩展现象进行严格的理论论证以更深刻地理解它,基于整体能量平衡和裂纹前缘双重衰坏区的概念,建立了裂纹失稳扩展孕育期的理论。将混凝土构筑物视为由一个弹簧和一个Kelvin模型串联而成的三元流变模型表... 详细信息

为对混凝土构筑物的裂纹延迟失稳扩展现象进行严格的理论论证以更深刻地理解它,基于整体能量平衡和裂纹前缘双重衰坏区的概念,建立了裂纹失稳扩展孕育期的理论。将混凝土构筑物视为由一个弹簧和一个Kelvin模型串联而成的三元流变模型表征的标准线性固体,分析了裂纹扩展期间发生的能量耗散和能量释放率G_1。在裂纹失稳扩展的孕育期,外衰坏区的整体特性是初级蠕变的而不是弹性的或瞬时塑性的形变,内衰坏区则随时间而发展二级蠕变。引人C*一积分的定义,并从而推导出用以解释孕育期间裂纹尖端附近整个衰坏区形变特性的特征时间和长度。其次,得到另外一些重要结论如下: 1 为正确对待混凝土构筑物的断裂,应将它看作是一个具有记忆的历史过程、一个具有耗散能的热力学不可逆过程。因此,通常的局部能量平衡方程不再能做为设立的整体能量平衡方程的推论而得到。2 将混凝土视作为标准线性体,其应变能释放率可分成两部分,一部分表明迟滞弹性效应,另一部分表明粘性流效应。所以,裂纹扩展时能量耗散,并且裂纹的形成是不可逆的。3 混凝土裂纹体的G-判据与K-判据间的关系是时间相依的。在恒载条件下,它的能量释放量随时间而增长到一个较高的极限值,从而存在裂纹延迟失稳扩展的临界裂纹尺寸。4 混凝土构筑物的断裂过程中,裂纹失稳扩展前是存在亚临界扩展阶段的,它显现与否取决于所施应力水平。在此阶段,虽然外载保持固定,但裂纹仍随载荷持续时间而缓慢增长,所以裂纹前缘的应力场也是时间的函数。5 在裂纹失稳扩展的孕育期,裂纹尖端的外衰坏区呈初级蠕变变形.而内衰坏区随时间发展着二级蠕变。在长时间后,整个衰坏区的蠕变发展。裂纹尖端应力场可由包括C*的方程(44)给出,而C*与载荷参数有关。6 用以说明裂纹尖端附近整个衰坏区变形特性的特征时间,可从衰坏区蠕变应变集中的“短时间”与整个衰坏区蠕变从初级发展到二级而三级蠕变的“长时间”之间的差推导出。本文研究成果解释了某单支墩大头坝在蓄水8年后原有约3米长的浅裂纹突然失稳扩展成深达50米左右深裂纹的成因。

关键词：混凝土裂纹体裂纹失稳扩展

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压电材料裂纹体的电渗透边界条件及其精确解

燕山大学学报 1999年第3期23卷 206-208页

作者：刘新民原洪海燕山大学土木工程与力学系秦皇岛066004

将压电材料的电渗透型裂纹处理成静电学的连接界面，按裂纹上、下两表面的切向电场强度连续和法向电位移连续建立了裂纹处的电渗透边界条件．据此，用复变函数方法，得到了压电材料反平面裂纹问题的精确解．

关键词：压电材料裂纹体电渗透边界条件精确解

Charpy裂纹体的冲击响应与动态断裂韧度

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机械工程学报 1994年第1期30卷 1-6页

作者：林君山涂铭旌鄢文彬上海交通大学成都科技大学西南交通大学

采用动态弹塑性有限元法分析了Ｃｈａｒｐｙ裂纹试样在动态加载下的冲击响应。分析结果表明：在一般冲击实验机的加载速度下，惯性力对裂纹尖端的Ｊ积分影响不大。实际中，只要对示波冲击测得的载荷－时间曲线进行数字滤波处理，动态Ｊ... 详细信息

采用动态弹塑性有限元法分析了Ｃｈａｒｐｙ裂纹试样在动态加载下的冲击响应。分析结果表明：在一般冲击实验机的加载速度下，惯性力对裂纹尖端的Ｊ积分影响不大。实际中，只要对示波冲击测得的载荷－时间曲线进行数字滤波处理，动态Ｊ积分可按准静态加载下的Ｊ积分计算公式计算。另外。

关键词：有限元冲击响应启裂点裂纹体

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共线裂纹体尺寸对应力强度因子的影响

上海力学 1992年第3期13卷 82-87页

作者：孟广伟郭学东聂毓琴王志超吉林工业大学

本文在文献[1]的基础之上,用文献[2]中提出的奇异准谐调元,进一步对二维裂纹体几何尺寸对一对共线裂纹应力强度因子的影响进行了大量的数值计算和研究,给出了计算表格、拟合曲线以及经验公式,定量地分析了裂纹体几何尺寸对共线裂纹应力... 详细信息

本文在文献[1]的基础之上,用文献[2]中提出的奇异准谐调元,进一步对二维裂纹体几何尺寸对一对共线裂纹应力强度因子的影响进行了大量的数值计算和研究,给出了计算表格、拟合曲线以及经验公式,定量地分析了裂纹体几何尺寸对共线裂纹应力强度因子的影响。为工程中的裂纹体的脆性断裂分析与评定,提供了必要的计算依据。

关键词：裂纹体共线裂纹应力强度固子

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二维稳态热传导问题改进的EFG-SBM法

工程热物理学报 2017年第6期38卷 1288-1299页

作者：王峰周宜红林皋赵春菊郑保敬三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室宜昌443002 三峡大学水利与环境学院宜昌443002 大连理工大学水利工程学院大连116024

EFG-SBM法作为一种新型的边界型无网格法,兼顾了无单元Galerkin法和比例边界有限元法的优点,在环向用无单元Galerkin法进行离散简化了前处理和后处理工作量,径向解析可以直接求得物理场函数值,形函数高阶连续可以获得更加准确的计算结... 详细信息

EFG-SBM法作为一种新型的边界型无网格法,兼顾了无单元Galerkin法和比例边界有限元法的优点,在环向用无单元Galerkin法进行离散简化了前处理和后处理工作量,径向解析可以直接求得物理场函数值,形函数高阶连续可以获得更加准确的计算结果。然而基于移动最小二乘法构造的形函数缺乏Kronecker Delt,a函数性质,因此在本质边界条件的施加上存在困难。本文将滑动Kriging插值法与EFG—SBM法相结合提出了改进的EFG-SBM法,由于滑动Kriging插值法构造的形函数满足Kronecker Delta函数性质,因此这方便了本质边界条件的施加。进一步将这种方法用于二维稳态热传导问题的求解,通过裂纹体和无限域传热等五个算例表明,改进的EFG-SBM法比传统的比例边界有限元法具有更高的计算精度和更快的收敛速率,同时在热流密度的处理上避免了传统的比例边界有限元法需采用的磨平技术。

关键词： EFG—SBM法滑动Kriging插值稳态热传导裂纹体无限域

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煤岩组合体峰后渐进破坏特征与非线性模型

煤炭学报 2018年第12期43卷 3265-3272页

作者：左建平宋洪强陈岩李彦红中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

利用煤岩组合体的单轴和三轴压缩试验结果,基于轴向裂纹应变,分析了其峰后渐进破坏特征。在此基础上,通过将峰后阶段的煤岩组合体概念化为裂纹体和基体两部分,建立了考虑自然应变的裂纹体在峰后裂纹贯通阶段的本构模型,然后考虑基体的... 详细信息

利用煤岩组合体的单轴和三轴压缩试验结果,基于轴向裂纹应变,分析了其峰后渐进破坏特征。在此基础上,通过将峰后阶段的煤岩组合体概念化为裂纹体和基体两部分,建立了考虑自然应变的裂纹体在峰后裂纹贯通阶段的本构模型,然后考虑基体的弹性变形,最终得到煤岩组合体峰后阶段的非线性应力-应变关系。实例验证表明,该模型能较好地反映煤岩组合体峰后应变软化行为和残余强度。对模型的2个参数进行分析,结果表明:轴向裂纹扩展应变极值在单轴压缩时取得最大值,围压存在时远小于最大值;等效非弹性柔度与轴向裂纹扩展应变极值存在负相关关系,与能量跌落系数大致存在线性相关关系,表明等效非弹性柔度可间接评价煤岩组合体峰后破坏的脆性程度;等效非弹性柔度比轴向裂纹扩展应变极值对煤岩组合体峰后破坏行为的影响更明显。

关键词：煤岩组合体轴向裂纹应变裂纹体等效非弹性柔度峰后本构模型