Enriched goal-oriented error estimation for fracture problems solved by continuum-based shell extended finite element method

An enriched goal-oriented error estimation method with extended degrees of freedom is developed to estimate the error in the continuum-based shell extended finite element method. It leads to high quality local error bounds in three-dimensional fracture mechanics simulation which involves enrichments to solve the singularity in crack tip. This enriched goal-oriented error estimation gives a chance to evaluate this continuum- based shell extended finite element method simulation. With comparisons of reliability to the stress intensity factor calculation in stretching and bending, the accuracy of the continuum-based shell extended finite element method simulation is evaluated, and the reason of error is discussed.

基于不同单元类型的DP980钢辊弯成形仿真与回弹分析

运用常规壳单元和连续体壳单元对厚度为0.9mm的DP980钢板U型辊弯成形进行了有限元仿真分析,并采用动态结果导入静态算法的回弹方法,对模拟结果进行了精确的回弹分析。结果表明,相比实验结果,连续体壳单元在辊弯成形有限元仿真中的运算更加精确,仿真结果具有更高的形状和尺寸精度。并且在加入静态回弹分析后,分析结果与实验结果更加吻合,左右边腿成形角度误差仅为2.19%和1.52%。该方法对今后辊弯成形有限元仿真有较好的参考和指导意义。

碳纤维增强复合材料桥梁弯曲破坏过程有限元模拟

利用MTS-810型万能强力机测试复合材料桥梁的弯曲性能,得到复合材料桥梁载荷-挠度曲线和弯曲破坏形态。基于复合材料桥梁的真实结构,建立连续实体壳单元桥梁模型,运用商用有限元软件Abaqus/Explicit计算桥梁的弯曲破坏过程。计算得到的载荷-挠度曲线与试验具有较好的一致性;破坏位置均发生在支撑辊的位置;复合材料桥梁的破坏模式主要表现为纤维断裂、基体开裂、分层破坏以及腹板屈曲失稳。研究结果表明,有限元法用于复合材料桥梁的性能预测和优化设计是有效的。

树脂复合减振钢板U型弯曲回弹实验与数值模拟研究

通过带法兰边的U型弯曲成形实验研究,考察了树脂复合减振钢板在不同压边力下的回弹特性.实验结果表明:压边力对树脂复合减振钢板回弹特性影响显著.较大的压边力有利于减小回弹缺陷.其次,考虑树脂层的粘弹性特性,采用非线性粘弹性模型来描述树脂层的力学变形行为,并采用Cohesive单元和固体壳单元分别对树脂层和表层钢板进行离散,进行了树脂复合减振钢板在不同压边力下的U型弯曲有限元数值模拟研究.和实验结果比较表明,所建立的有限元模型能够较好的模拟U型弯曲成形过程.最后,基于建立的有限元模型,考查了成形速度,树脂层厚度和表层钢板初始屈服应力对回弹的影响.参数分析结果表明:这三个参数对回弹角的影响显著.该研究对树脂复合减振钢板冲压工艺设计具有一定的指导意义.