基于改进数值流形法的接触裂纹问题研究

发布时间：2021-03-23 22:41

　　接触裂纹问题在工程结构中较为常见。结合数值流形法在裂纹处理上的优势,分析了压剪荷载作用下的接触裂纹问题,模拟了压剪裂纹渐进扩展过程。为了减少由于裂纹尖端位置不同而产生的误差,对裂纹尖端附近一定范围内的每一个物理覆盖附加奇异覆盖函数项,并根据裂纹尖端位置和单元含奇异物理覆盖的数目进行分区积分。选取一个压剪破坏算例,分析了法向接触力对应力强度因子计算结果的影响,并模拟了其渐进破坏过程。计算结果表明,所提方法在压剪裂纹问题方面的可行性,与未细化和覆盖细化方法得到的结果相比,更能准确地描述裂纹扩展路径。法向接触力对Ⅱ型应力强度因子的贡献为0,对Ⅰ型应力强度因子的影响较大,相对误差随网格密度变化明显,且法向接触力对Ⅰ型应力强度因子的影响要比直接施加内压时的影响大。 

【文章来源】：岩土力学. 2019,40(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

改进数值流形法的加密和积分(d)

。取b10m，h15m，a1.5m，45°，弹性模量为20GPa，泊松比为0.2，网格密度hk50，则物理覆盖和流形单元的初始数目分别为4254和8026。1.59MPa，裂纹每步扩展步长a0.4m，断裂韧度ICK0.045MPam，其计算结果如图3(b)～3(e)所示。裂纹的初始扩展角077°，裂纹沿着一条弯曲的路径扩展，并逐渐平行于加载方向，最终将薄板一(a)含斜裂纹的矩形板受压(b)初始网格模型(c)第4步(d)第12步(e)第17步图3不同时步下的裂纹扩展路径Fig.3Crackpropagationpathsatdifferenttimesteps2abh

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数值流形法的重力坝水力劈裂研究[J]. 杨石扣,任旭华,张继勋.  岩土力学. 2018(08)
[2]三维数值流形法在裂纹扩展中的应用研究[J]. 杨石扣,张继勋,任旭华,张道法.  岩土力学. 2016(10)
[3]高阶扩展数值流形法在裂纹扩展中的应用[J]. 徐栋栋,郑宏,夏开文,杨永涛.  岩石力学与工程学报. 2014(07)
[4]基于NMM的EFG方法及其裂纹扩展模拟[J]. 刘丰,郑宏,李春光.  力学学报. 2014(04)
[5]基于覆盖细化的数值流形法及其在裂纹扩展中的应用[J]. 杨石扣,任旭华,张继勋.  工程力学. 2013(11)
[6]复杂裂纹问题的多边形数值流形方法求解[J]. 张慧华,祝晶晶.  固体力学学报. 2013(01)
[7]部分重叠覆盖的数值流形方法初步研究[J]. 祁勇峰,苏海东,崔建华.  长江科学院院报. 2013(01)
[8]节理岩体冲击破坏的数值流形方法模拟[J]. 刘红岩,王贵和.  岩土力学. 2009(11)
[9]考虑岩桥断裂的岩质边坡倾倒破坏的流形元模拟[J]. 张国新,赵妍,彭校初.  岩石力学与工程学报. 2007(09)
[10]数值流形方法对岩土工程开挖卸荷问题的模拟[J]. 朱爱军,邓安福,曾祥勇.  岩土力学. 2006(02)



本文编号：3096547