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三维数值流形法在裂纹扩展中的应用研究

发布时间:2018-03-10 06:14

  本文选题:三维数值流形法 切入点:数学覆盖 出处:《岩土力学》2016年10期  论文类型:期刊论文


【摘要】:运用三维数值流形法(3D NMM)进行三维裂纹扩展分析,并采用C++语言编写了相应的程序。充分利用三维数值流形法模拟裂纹扩展的优势,只需要更新裂纹尖端线附近的边界环路和流形单元,不需要使用阶跃函数。根据三维数值流形法计算得到的应力结果,应用非局部求迹方法分析每个裂纹尖端的破坏状态,如果发生破坏则沿垂直于其最大主应力方向扩展。针对裂纹扩展后的不同状况,采用四边形或三角形推进法。裂纹扩展后为了使变形后的面保持平面,必须对新生成的面进行三角化分割。对诸如单边裂纹、平行钱币型裂纹和倾斜钱币型裂纹扩展问题进行数值模拟。计算结果表明,采用三维数值流形法进行裂纹扩展模拟是可行的,文中方法对裂纹尖端线非闭合和闭合的情形均适用,且文中方法对于裂纹尖端线位于单元内部的非平面裂纹扩展也是有效的。
[Abstract]:Three-dimensional numerical manifold method (3D NMMM) is used to analyze the crack propagation, and the corresponding program is compiled by C language. The advantage of 3D numerical manifold method in simulating crack growth is fully utilized. Only the boundary loop and manifold element near the crack tip line need to be updated, and the step function is not needed. According to the stress results calculated by the three-dimensional numerical manifold method, the failure state of each crack tip is analyzed by using the nonlocal tracing method. If failure occurs, it propagates along the direction perpendicular to its maximum principal stress. The quadrilateral or triangular propulsive method is used for different conditions after crack propagation. It is necessary to triangulate the newly generated surface. Numerical simulation is carried out for such problems as unilateral crack, parallel coin crack and inclined coin crack propagation. The results show that, It is feasible to simulate the crack propagation by using the three-dimensional numerical manifold method. The method in this paper is applicable to the case of non-closure and closure of the crack tip line, and it is also effective for the non-planar crack propagation of the crack tip line located inside the element.
【作者单位】: 河海大学水利水电学院;
【基金】:国家科技支撑计划(No.2012BAK03B04) 国家自然科学青年基金(No.51209078)~~
【分类号】:O346.1

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本文编号:1592114

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