基于XFEM研究含颗粒夹杂材料的疲劳裂纹行为

发布时间：2018-09-08 12:22

【摘要】：材料中的颗粒夹杂会改变附近的应力分布,对疲劳裂纹的扩展行为有显著的影响。在XFEM方法的基础上,借助一种考虑界面影响的交互积分方法以及ABAQUS的二次开发环境,模拟疲劳裂纹在非匀质材料中的扩展,研究夹杂颗粒对疲劳裂纹扩展的影响模式。裂纹和夹杂使用扩充函数结合水平集函数隐式模拟,使用最大周向拉应力准则判断裂纹扩展方向。通过模拟疲劳裂纹经过对称夹杂和非对称夹杂的情况,分别研究夹杂对裂纹扩展速率以及扩展路径的影响模式,探讨了夹杂的材料性质对结果的影响,考虑了裂纹在特定情况下可能刺入夹杂的情况。将部分数值结果与更新网格方法以及以往的扩展有限元模拟结果进行了对比,体现了该文方法的优点和模拟结果的合理性。
[Abstract]:The particle inclusions in the material will change the stress distribution in the vicinity and have a significant effect on the fatigue crack propagation behavior. On the basis of XFEM method, the influence mode of inclusion particles on fatigue crack propagation in heterogeneous materials is studied by means of an interactive integration method considering the influence of interface and the secondary development environment of ABAQUS. The crack and inclusion are simulated implicitly by using the expansion function and the level set function. The maximum circumferential tensile stress criterion is used to judge the direction of crack growth. By simulating the fatigue crack passing through symmetric inclusions and asymmetric inclusions, the influence modes of inclusions on crack growth rate and propagation path are studied respectively, and the influence of material properties of inclusions on the results is discussed. The case in which the crack may be pierced into the inclusion is considered. Some numerical results are compared with the updated mesh method and the previous extended finite element simulation results. The advantages of this method and the rationality of the simulation results are demonstrated.
【作者单位】： 西北工业大学航空学院;
【分类号】：O346.1

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本文编号：2230502