基于X-SBFEM的非线性断裂数值模型研究
本文关键词： 扩展比例边界有限元法 应力强度因子 黏聚力 side-face力 裂纹过程区 出处：《大连理工大学学报》2017年05期 论文类型：期刊论文
【摘要】：从非线性断裂力学模型的角度,开展准脆性材料(混凝土)裂纹过程区的有效模拟,是当前的研究热点之一.扩展比例边界有限元法(X-SBFEM)兼有扩展有限元法(XFEM)和比例边界有限元法(SBFEM)两种方法的优势,利用SBFEM求解裂尖段应力奇异性问题,利用XFEM模拟非裂尖段位移场不连续.为在X-SBFEM中增加非线性断裂模型,提出采用sideface力的形式,基于黏聚力模型,通过线性叠加迭代法来模拟准脆性材料(混凝土)裂纹过程区.最后,以数值算例——单边缺口的三点弯曲梁和四点剪切梁——模拟裂纹过程区能量耗散影响,验证了所提方法的精度与应用效果.
[Abstract]:From the point of view of nonlinear fracture mechanics model, the effective simulation of crack process zone of quasi brittle material (concrete) is carried out. The extended proportional boundary finite element method (X-SBFEMM) has the advantages of both the extended finite element method and the proportional boundary finite element method. SBFEM is used to solve the crack tip stress singularity problem. In order to add nonlinear fracture model to X-SBFEM, XFEM is used to simulate discontinuity of displacement field in non-crack tip segment. In order to add nonlinear fracture model to X-SBFEM, the form of sideface force is proposed and based on cohesive force model. The crack process zone of quasi brittle material (concrete) is simulated by means of linear superposition iterative method. Finally, the energy dissipation effect in crack process zone is simulated by numerical examples of three-point bending beam with one-sided notch and four-point shear beam. The accuracy and application effect of the proposed method are verified.
【作者单位】： 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室;大连理工大学建设工程学部工程抗震研究所;
【基金】：国家重点研发计划资助项目(2016YFB0201000) 国家自然科学基金资助项目(51779222) 国家自然科学基金委创新研究群体项目(51421064) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT17LK16)
【分类号】：O346.1
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，本文编号：1535967
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