比例边界有限元模拟裂纹和夹杂动力相互作用
本文关键词: 裂纹扩展 复合材料 多边形单元 网格重剖分 动力应力强度因子 出处:《振动与冲击》2016年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:基于三角形背景网格,任意结构可用n(n≥3)边多边形比例边界有限元(Polygon Scaled Boundary Finite Elements,PSBFE)自动离散。相对以往基于比例边界有限元(SBFEM)的应用,该多边形单元不但继承SBFEM半解析求解裂纹尖端奇异性的特性,而且在模拟复杂结构的网格生成和裂纹扩展上具有更高的通用性。首次用该单元模拟了动荷载下复合材料裂纹和夹杂相互作用。动荷载稳定裂纹情况下,PSBFE计算结果同现有文献吻合良好,在此基础上,结合基于拓扑的局部网格重剖分方法,模拟了动荷载下夹杂和扩展裂纹相互作用。结果表明,硬质夹杂和软质夹杂对结构的动力应力强度因子分别起到抑制和放大的作用。夹杂尺寸,夹杂大小也会在一定范围内影响动力应力强度因子,尺寸越大距离裂纹越近的夹杂影响越大。
[Abstract]:Based on the triangular background mesh, the polygon Scaled Boundary Finite elements (PSBFEE) for any structure can be discretized automatically by using the polygon Scaled Boundary Finite PSBFEFE. compared with the previous application based on the proportional boundary finite element method. The polygonal element not only inherits the properties of SBFEM semi-analytical solution of crack tip singularity, This element is used to simulate the interaction of composite crack and inclusion under dynamic load for the first time. PSBFE is used to calculate the interaction between composite crack and inclusion in the case of stable crack under dynamic load. The results are in good agreement with the available literature, On this basis, the interaction between inclusions and propagating cracks under dynamic load is simulated by using a topology-based local mesh redivision method. The results show that, Hard inclusions and soft inclusions play an important role in suppressing and amplifying the dynamic stress intensity factors of structures respectively. The size of inclusions and the size of inclusions will also affect the dynamic stress intensity factors in a certain range. The larger the size, the greater the influence of the inclusion near the crack.
【作者单位】: 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室;三明市水利局;大连理工大学建设工程学部水利学院;沈阳工业大学建筑工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(40974063;41274106;51109134) 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室科研课题(2011-KY-3)
【分类号】:O346.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 胡卫华,吕运冰;周期性Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的应力强度因子[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2002年01期
2 薛孟君,刘跃进,杨班权;胶补加筋板应力强度因子及胶层剪应力计算[J];力学与实践;2003年05期
3 董世明 ,汪洋 ,夏源明;中心裂纹圆盘集中载荷作用下的应力强度因子[J];中国科学技术大学学报;2003年03期
4 梁拥成,刘一华,刘小妹;一种确定应力强度因子的数值方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2003年04期
5 刘金才,刘义山,王晓华;三角形截面管裂纹的应力强度因子[J];沈阳工业大学学报;2003年04期
6 苗一,谢禹钧;拉伸工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子[J];石油化工高等学校学报;2003年03期
7 谢禹钧,刘晓君,王晓华;复合结构圆柱钱币裂纹的应力强度因子[J];机械强度;2004年01期
8 董世明,夏源明;中心裂纹圆盘应力强度因子的测试误差分析[J];实验力学;2004年03期
9 郭树祥,许希武;任意多孔多裂纹有限大板的应力强度因子分析[J];固体力学学报;2005年03期
10 姚河省;米建龙;王海龙;;关于正交异性材料I型裂纹的应力强度因子的探讨[J];太原科技大学学报;2005年04期
相关会议论文 前10条
1 王灿;孙士勇;陈浩然;;无网格法分析双材料中裂纹位置对应力强度因子的影响[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
2 董世明;王清远;舒尚文;;巴西圆盘试件应力强度因子研究的若干进展[A];四川省力学学会2008年学术大会论文集[C];2008年
3 王勇;王钟羡;陈宜周;蒋家羚;;含裂纹圆筒体抗扭刚度和第三型应力强度因子的计算[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
4 韦昌芹;邵永波;;管节点中穿透裂纹的应力强度因子分析[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
5 董世明;王清远;舒尚文;;扁平巴西圆盘试件的应力强度因子分析[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
6 苏成;郑淳;;应力强度因子可靠度分析的响应面—蒙特卡罗法[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
7 邹广平;唱忠良;曲嘉;;紧凑拉伸试样应力强度因子的动态响应[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
8 陈清军;袁勇;;动态裂纹两种计算方法的比较[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年
9 刘贺翔;陈珂;毛灵涛;;测取不同缝长单缝有机玻璃梁应力强度因子的试验研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
10 刘欣;;单位分解有限元方法求解应力强度因子[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2006(11)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第11届学术研讨会论文集[C];2006年
,本文编号:1495025
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/1495025.html