基于XFEM与自适应网格的非均质材料裂纹扩展模拟

发布时间：2021-05-15 06:23

　　针对含有间断的非均匀材料的断裂问题,论文将虚节点多边形单元（virtual node polygonal element,VP）的形函数引入到扩展有限元（extended finite element method,XFEM）中,提出了一种基于四叉树结构的动态网格细化方法,该方法可对间断面附近单元实现可调控的多层级细化,特别是对于裂纹扩展问题,可实现裂尖附近单元的动态网格细化与粗化.基于以上网格细化方法,论文将之前论文中提出的VP-XFEM进行扩展,以研究非均质材料中的裂纹扩展问题.为验证算法的准确性与计算效率,针对含有孔洞及材料界面的断裂问题,论文给出了相应的算例.结果显示,与传统的XFEM相比,该方法能够获得更好的精度、收敛性以及计算效率. 

【文章来源】：固体力学学报. 2019,40(03)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
0 引言
1 VP-XFEM离散形式
    1.1 VPM形函数
    1.2 VP-XFEM离散
2 自适应网格细化
    2.1 自适应网格细化流程
    2.2 网格细化顺序
3 数值算例
    3.1 双材料中亚界面裂纹扩展
    3.2 含孔洞平板中心裂纹扩展
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于扩展有限元法的颗粒增强复合材料静态及动态断裂行为研究[J]. 王志勇,马力,吴林志,于红军.  固体力学学报. 2011(06)
[2]ALOF——新一代三维疲劳裂纹扩展分析软件[J]. 吴圣川,吴玉程.  计算机辅助工程. 2011(01)
[3]基于虚节点的多边形有限元法[J]. 唐旭海,吴圣川,郑超,张建海.  应用数学和力学. 2009(10)



本文编号：3187126