三维热权函数法和多虚拟裂纹扩展技术

热权函数法直接利用温度场与热权函数的乘积的积分来求应力强度因子(SIF)的过渡过程,它可以免除对每一时刻进行热弹性力学有限元或边界元应力分析,计算效率大大提高。本文给出了三维热权函数法的基本方程,并提出了求解三维热权函数法基本方程的多虚拟裂纹扩展法(MVCE法)。在MVCE法中,可以引入无穷多个虚拟裂纹扩展模式;虚拟裂纹扩展模式与应力强度因子的插值直接相联系,所得到的方程组的系数矩阵是一个三对角矩阵,具有良好的计算性能。它对于裂纹前缘SIF分布急剧变化的情况,有良好的数值模拟能力。实例计算表明,MVCE法具有极高的计算效率,并具有很高的计算精度。

轴对称热冲击SIF过渡过程分析的热权函数法

热权函数法利用温度与热权函数的乘积的积分来直接计算热冲击过程中裂纹尖端的应力强度因子过渡过程。热权函数与时间τ无关。由于免除了对每一时刻τ所需作的有限元或边界元分析 ,计算过程大大简化 ,计算效率得到极大提高。本文将热权函数与有限元法直接耦合 ,给出了基于刚度阵导数法的轴对称问题的热权函数计算格式。实例计算表明 。

基于热权函数法的平面Ⅰ、Ⅱ型复合应力强度因子计算

采用热权函数法对热冲击下复合型裂纹的应力强度因子进行求解,将热权函数法与有限元法直接耦合,给出了热权函数法计算复合型裂纹应力强度因子的有限元格式,利用虚拟裂纹扩展技术用于热权函数的计算。对典型例题进行了计算,通过与其他方法计算得到的结果进行比较,证明热权函数法具有较高的计算效率,并且又具有满意的工程应用精度。

求解热冲击下复合型应力强度因子的热权函数法

对热冲击下复合型裂纹的应力强度因子进行研究,给出复合型应力强度因子计算的热权函数法格式。利用刚度阵导数法将热权函数法与有限元法直接耦合,推导热权函数法计算复合型应力强度因子的有限元格式。结合虚拟裂纹扩展技术完成热权函数的计算,热权函数与时间无关,从而免除对每一时刻所需作的有限元或边界元分析,大大简化了计算过程。对典型例题进行计算,通过与直接热弹性力学法计算得到的结果进行比较,证明热权函数法具有较高的计算效率,并且又具有满意的工程应用精度。

热权函数法求解热冲击下复合型裂纹应力强度因子

采用热权函数法对热冲击下复合型裂纹的应力强度因子进行求解,给出了热权函数法计算复合型裂纹应力强度因子的有限元格式。对典型例题进行计算,证明热权函数法具有较高的计算效率与满意的工程精度。

热权函数法在MSC.Marc中的实现方法研究

根据热权函数法的有限元计算格式,结合MSC.Marc软件的计算环境和用户子程序接口,本文对热权函数法在MSC.Marc软件中的实现方法进行了研究。通过实例分析,验证了结果的可靠性。本文研究结果为热应力强度因子在MSC.Marc环境下的高效率计算提供了有效的方法。

求解平面和轴对称热冲击问题的热权函数有限元法

根据三维通用权函数法的普遍表达式 ,给出了轴对称问题和平面问题热权函数法的基本公式 .并利用刚度阵导数法 ,将热权函数法与有限元法直接耦合 ,给出了二维问题的热权函数有限元法计算格式 .实例计算表明 ,该文给出的计算方法具有极高的计算效率和满意的工程应用精度 .

基于ABAQUS平面裂纹热权函数的计算

热权函数法适用于热载荷作用下裂纹尖端应力强度因子过渡过程的计算,文章对平面裂纹体热权函数法中权函数U/a的计算进行了分析研究。用虚拟结点力法与ABAQUS有限元分析相结合,并组装得到整体刚度矩阵,对相关数据提取运算实现了权函数U/a中dU0/da的计算,通过等效结点力加载并有限元分析最后得到平面裂纹体的权函数场的分布。

基于ANSYS的平面Ⅰ/Ⅱ复合型热权函数计算技术研究

对热权函数法计算热载荷作用下平面复合型SIF的过程中权函数U/a的有限元计算方法进行了分析研究。计算权函数U/a的关键是计算U0/a应用虚拟节点力法结合ANSYS有限元分析结果数据提取的方法,设计了ANSYS环境下计算U0/a的具体方法。最后通过实例说明了所设计的计算方法的可行性和正确性。