基于MLS的数值流形法模拟多裂纹扩展

发布时间：2018-01-08 23:26

  本文关键词：基于MLS的数值流形法模拟多裂纹扩展　出处：《岩石力学与工程学报》2016年01期 　论文类型：期刊论文

  更多相关文章： 数值分析 移动最小二乘插值(MLS) 数值流形法 多裂纹 裂纹扩展 断裂韧度

【摘要】：含多裂纹的脆性材料在伺服加载下的响应分析对结构进行性能评估具有重要意义。得益于数学覆盖和物理覆盖这两套覆盖系统,数值流形法能够很自然地模拟多裂纹的萌生与扩展。为了更好地模拟二维裂纹的交叉、汇合,采用基于移动最小二乘插值(MLS)的数值流形法(NMM)进行模拟,并对包含裂尖的物理片进行自由度扩充来模拟裂尖的奇异性,裂纹扩展中裂尖可以停留在背景网格的内部。针对多裂纹扩展中的一些数值问题,给出了相应的解决方案,并提出一个简单、能近似满足断裂韧度的多裂纹扩展算法。对几个典型多裂纹算例进行了裂纹扩展分析,结果表明所提算法是有效且鲁棒的。
[Abstract]:The response of brittle materials with multi cracks in the servo loading analysis is of important significance to assess the performance of the structure. Due to the mathematical cover and physical cover these two sets of cover system, numerical manifold method can naturally simulate the crack initiation and expansion. In order to better simulate the two-dimensional cross crack convergence by moving least square (MLS) interpolation based on the numerical manifold method (NMM) simulation, and the crack tip are included physical degrees of freedom extended to simulate the crack tip singularity, the internal tip can stay in the background of grid crack expansion. Some numerical problems in multi crack propagation, the corresponding solutions are given, and propose a simple, approximate meet multi crack fracture toughness extension algorithm. On several typical examples of multi crack crack propagation analysis, the results show that the proposed algorithm is effective and robust.

【作者单位】： 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;天津大学建筑工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(11172313;51479131) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB047100)~~
【分类号】：O346.1
【正文快照】： 1引言岩体在节理和裂隙等软弱结构面的切割下具有明显的不连续性,而这些结构面对岩体的强度和变形特性起主要控制作用。岩体的失稳破坏往往是由于微观、宏观结构面的扩展、交汇、贯穿引起的。因此研究多裂纹的扩展机制对控制岩体工程的稳定性有重要的现实意义。模拟裂纹扩展的

【参考文献】

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3 徐栋栋;郑宏;夏开文;杨永涛;;高阶扩展数值流形法在裂纹扩展中的应用[J];岩石力学与工程学报;2014年07期

【共引文献】

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6 徐栋栋;郑宏;杨永涛;邬爱清;;多裂纹扩展的数值流形法[J];力学学报;2015年03期

7 方从严,卓家寿;节理岩体数值仿真研究综述[J];水利水运工程学报;2005年02期

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9 邓安福;朱爱军;曾祥勇;;高低阶覆盖函数混合的数值流形方法[J];土木工程学报;2006年01期

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3 魏波;冲击载荷下材料层裂的数值模拟[D];南京理工大学;2013年

4 周恒;疲劳裂纹扩展仿真方法研究[D];武汉理工大学;2014年

【二级参考文献】

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2 秦飞,岑章志,杜庆华;多裂纹扩展分析的边界元方法[J];固体力学学报;2002年04期

3 朱维申,陈卫忠,申晋;雁形裂纹扩展的模型试验及断裂力学机制研究[J];固体力学学报;1998年04期

4 巫绪涛,胡时胜,杨伯源,董钢;SHPB技术研究混凝土动态力学性能存在的问题和改进[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年01期

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9 王鲁明,赵坚,华安增,赵晓豹;脆性材料SHPB实验技术的研究[J];岩石力学与工程学报;2003年11期

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7 余天堂;李海杰;任青文;;裂纹扩展数值模拟影响因素分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2008年

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本文编号：1399124