用于三维裂纹扩展分析的有限变形不可逆内聚元

为了能准确和高效的跟踪动态裂纹扩展,我们发展了三维有限变形的内聚元和一系列不可逆内聚力关系.该内聚元通过采用不可逆内聚力关系来控制裂纹两侧物质的逐渐分离和形成自由表面,这一点可类比于传统有限元对块体材料的离散化.为了展示该方法的预测能力及便于灵活使用的特点,我们模拟了Zehnder和Rosakis所做的重物落下动态断裂实验,值得注意的是该方法可以近似模拟出裂尖的轨迹.

弹塑性杆非线性断裂问题的新型增强有限元法

针对一维弹塑性材料杆件的非线性断裂,该文提出了一种新型弹塑性增强有限元。该单元采用von Mises屈服准则和线性等向硬化模型描述开裂前的材料弹塑性变形,而结合利用内聚力关系来描述随后的裂纹萌生和非线性断裂过程。引入内部节点来描述单元内由于裂纹引起的位移不连续,通过单元凝聚获得含裂纹单元的刚度矩阵,并对数值稳定性问题进行了分析。通过与基于材料力学方法推导得到的解析解的对比验证了该新型弹塑性增强有限单元法在列式上的正确性和在数值上的高效性与精确性。