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复杂环境下长输管道焊接接头裂纹扩展模拟研究
1
作者 魏强 李伯明 杨晓君 《焊接技术》 2023年第7期40-44,共5页
为了提高长输管道的使用寿命,需要研究其焊接接头裂纹扩展规律,提出复杂环境下长输管道焊接接头裂纹扩展模拟方法。首先,分析了长输管道在复杂环境中产生的裂纹形式,研究了焊接接头微观材料力学性能;其次,根据分析结果采用Abaqus软件建... 为了提高长输管道的使用寿命,需要研究其焊接接头裂纹扩展规律,提出复杂环境下长输管道焊接接头裂纹扩展模拟方法。首先,分析了长输管道在复杂环境中产生的裂纹形式,研究了焊接接头微观材料力学性能;其次,根据分析结果采用Abaqus软件建立焊接接头有限元模型,在有限元模型基础上结合FRI模型和FEM计算长输管道焊接接头裂纹的扩展速率;最后,分析长输管道焊接接头裂纹的残余应力,根据分析结果模拟裂纹的扩展规律,获取复杂环境中长输管道焊接接头裂纹扩展情况。 展开更多
关键词 长输管道 力学性能 ABAQUS软件 焊接接头 裂纹扩展模拟
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基于扩展有限元法对含孔洞平板多裂纹扩展模拟研究 被引量:12
2
作者 刘剑 刘晓波 冯发强 《失效分析与预防》 2013年第6期326-330,共5页
本研究在扩展有限元方法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM方法模拟了弹塑性力学经典解中平板的多裂纹扩展问题,验证了XFEM方法的有效性;同时,对含孔洞平板的多裂纹扩展及开裂问题进行了模拟仿真。模拟结果表明:扩展有限元方法... 本研究在扩展有限元方法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM方法模拟了弹塑性力学经典解中平板的多裂纹扩展问题,验证了XFEM方法的有效性;同时,对含孔洞平板的多裂纹扩展及开裂问题进行了模拟仿真。模拟结果表明:扩展有限元方法能够有效地进行裂纹扩展过程模拟,逼真地模拟出裂纹的扩展行为,不受单元边界的制约,无需单元的局部加密,有效地减少了单元数量,节约了计算成本,研究还发现孔洞的存在影响了裂纹扩展的路径为解决实际复杂问题提供了方便的途径。 展开更多
关键词 扩展有限元 裂纹扩展模拟 裂纹
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应用无网格法进行发动机悬置软垫裂纹扩展模拟 被引量:1
3
作者 戴永谦 宋希庚 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第1期76-78,共3页
根据发动机悬置软垫的工作环境及橡胶材料的力学特性,将空间问题简化成平面问题。针对传统有限元方法和边界元方法模拟裂纹沿任意方向扩展存在的不足,应用新型数值模拟方法-无网格局部彼得洛夫-迦辽金方法,一种纯无网格法,对具有初始裂... 根据发动机悬置软垫的工作环境及橡胶材料的力学特性,将空间问题简化成平面问题。针对传统有限元方法和边界元方法模拟裂纹沿任意方向扩展存在的不足,应用新型数值模拟方法-无网格局部彼得洛夫-迦辽金方法,一种纯无网格法,对具有初始裂纹的发动机悬置软垫进行了断裂模拟,得到了裂纹的轨迹。 展开更多
关键词 发动机 悬置软垫 裂纹扩展模拟 无网格法 橡胶
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基于断裂力学的车用高强钢表面裂纹扩展模拟分析 被引量:1
4
作者 周渝庆 《南方农机》 2018年第13期140-140,146,共2页
针对车用高强钢的疲劳断裂问题,基于断裂力学理论,在有限元软件ABAQUS中建立试件模型,并利用扩展有限元法仿真车用高强度钢的表面裂纹扩展过程,分析试件在拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展状况及裂纹尖端的应力场分布情况。结果表明,扩展... 针对车用高强钢的疲劳断裂问题,基于断裂力学理论,在有限元软件ABAQUS中建立试件模型,并利用扩展有限元法仿真车用高强度钢的表面裂纹扩展过程,分析试件在拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展状况及裂纹尖端的应力场分布情况。结果表明,扩展有限元法无需重新划分网格,能够高效的对车用高强钢的表面裂纹扩展开裂及扩展演化的仿真,并较方便的计算裂纹尖端尖应力。 展开更多
关键词 车用高强度钢 ABAQUS 扩展有限元(XFEM) 裂纹扩展模拟
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钢桥面顶板纵肋焊接细节疲劳裂纹扩展模拟方法研究 被引量:1
5
作者 矣志勇 袁少洋 马健 《价值工程》 2020年第4期153-155,共3页
钢桥面顶板纵肋焊接细节是正交异性钢桥面板中最重要的疲劳易损细节之一,探究其疲劳裂纹扩展特性有助于深刻认识其疲劳性能。当前常用的疲劳裂纹扩展模拟方法主要包括以断裂力学理论为基础的二维分析方法和三维分析方法两类。本文分别... 钢桥面顶板纵肋焊接细节是正交异性钢桥面板中最重要的疲劳易损细节之一,探究其疲劳裂纹扩展特性有助于深刻认识其疲劳性能。当前常用的疲劳裂纹扩展模拟方法主要包括以断裂力学理论为基础的二维分析方法和三维分析方法两类。本文分别通过二维和三维断裂力学分析方法对于顶板纵肋焊接细节重要疲劳破坏模式的疲劳裂纹扩展数值模拟、疲劳裂纹疲劳寿命和扩展特性等关键问题进行了对比研究。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢桥面板 顶板纵肋焊接细节 断裂力学 裂纹扩展模拟方法 疲劳寿命
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钢筋混凝土结构裂纹扩展数值模拟
6
作者 郑靖靖 耿欧 +1 位作者 陈耀 陈辞 《徐州建筑职业技术学院学报》 2010年第3期18-21,共4页
通过FRANC 2D软件模拟裂纹扩展,得出了应力和应力强度因子.对应力的影响因素研究发现:相对保护层厚度对钢筋周围混凝土的最大拉应力影响较大.通过应力和应力强度因子可以确定裂纹起始点,从而进行钢筋混凝土裂纹扩展模拟,以对实际结构中... 通过FRANC 2D软件模拟裂纹扩展,得出了应力和应力强度因子.对应力的影响因素研究发现:相对保护层厚度对钢筋周围混凝土的最大拉应力影响较大.通过应力和应力强度因子可以确定裂纹起始点,从而进行钢筋混凝土裂纹扩展模拟,以对实际结构中裂纹的扩展提供参考. 展开更多
关键词 Franc2D 应力 应力强度应子 裂纹扩展模拟
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涡轮盘热力耦合及中心孔疲劳裂纹扩展研究 被引量:3
7
作者 薛志远 胡晓安 饶国锋 《南昌航空大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第2期39-49,共11页
基于有限元软件ABAQUS/Franc3D,对某型航空发动机涡轮盘在热-机械载荷作用下的疲劳裂纹扩展规律进行研究。首先,进行涡轮盘网格无关性验证以保证计算精度;其次,针对涡轮盘进行导热分析以确定温度分布;再次开展了热-力载荷联合作用下的... 基于有限元软件ABAQUS/Franc3D,对某型航空发动机涡轮盘在热-机械载荷作用下的疲劳裂纹扩展规律进行研究。首先,进行涡轮盘网格无关性验证以保证计算精度;其次,针对涡轮盘进行导热分析以确定温度分布;再次开展了热-力载荷联合作用下的应力应变计算、静强度校核;最后,计算了中心孔处疲劳裂纹扩展参量以及疲劳裂纹扩展寿命。研究结果表明:该涡轮盘在最大转速状态下静强度满足要求,中心孔区域为应力集中危险点。裂纹尖端温度变化速率随着裂纹的深入而增加,导致了裂纹尖端应力场的扰动,裂纹由I型模式转为I/II混合模式。疲劳裂纹扩展寿命预测结果偏于危险,但可为涡轮盘损伤容限设计提供依据。 展开更多
关键词 涡轮盘 热-力耦合 ABAQUS/Franc3D 疲劳裂纹扩展模拟
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双面焊U肋内侧焊缝初始裂纹特性研究 被引量:5
8
作者 郭殊伦 雷俊卿 黄祖慰 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3581-3594,共14页
针对正交异性钢桥面板双面焊U肋的内侧焊缝疲劳失效模式开展疲劳试验,基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ANSYS交互技术研究U肋内侧焊趾初始裂纹的扩展特性及裂纹的初始角度效应,得到初始裂纹具备扩展能力的有效角度区间,推导并给出相应的... 针对正交异性钢桥面板双面焊U肋的内侧焊缝疲劳失效模式开展疲劳试验,基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ANSYS交互技术研究U肋内侧焊趾初始裂纹的扩展特性及裂纹的初始角度效应,得到初始裂纹具备扩展能力的有效角度区间,推导并给出相应的拟合计算公式。研究结果表明:双面焊U肋构造具有裂纹在内侧焊趾萌生并沿腹板厚度方向扩展的疲劳失效模式,裂纹初始角度具有不确定性;裂纹为Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型裂纹,初始角度越大的裂纹,Ⅱ-Ⅲ型特征越强;裂纹初始角度主要影响结构在裂纹扩展阶段的疲劳寿命分布,初始角度较大的裂纹在经历扩展速率快速增长阶段后,会更快地达到失稳扩展;裂纹能否扩展不能直接通过有效应力强度因子去判定,可结合初始裂纹扩展的有效角度区间判断,区间大小与裂纹形状比呈分段线性负相关。 展开更多
关键词 双面焊U肋 断裂力学 裂纹扩展模拟 初始裂纹角度
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钢桥面板纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹扩展三维模拟方法 被引量:25
9
作者 张清华 金正凯 +1 位作者 刘益铭 卜一之 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期57-66,共10页
为了深刻认识正交异性钢桥面板的疲劳特性,准确评估其疲劳抗力,对纵肋与顶板焊接细节进行了三维疲劳裂纹扩展模拟。提出了一种主要针对椭圆或半椭圆形疲劳裂纹的扩展模拟方法,采用相互作用积分法计算裂纹尖端处的应力强度因子K,作为三... 为了深刻认识正交异性钢桥面板的疲劳特性,准确评估其疲劳抗力,对纵肋与顶板焊接细节进行了三维疲劳裂纹扩展模拟。提出了一种主要针对椭圆或半椭圆形疲劳裂纹的扩展模拟方法,采用相互作用积分法计算裂纹尖端处的应力强度因子K,作为三维裂纹模拟的基本参量。以青山长江公路大桥正交异性钢桥面板疲劳试验节段模型为研究对象,将纵肋与顶板焊接细节处的疲劳裂纹近似为单个半椭圆形裂纹,对其扩展过程进行三维模拟,通过试验结果验证了所提方法的有效性。在此基础上将初始裂纹分别设置于焊根和顶板焊趾,探讨了顶板厚度和U肋形式对于纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹扩展特性的影响问题。研究结果表明:所提出的方法能够准确模拟纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹的扩展过程,适用于其疲劳问题研究;增加顶板厚度能够有效改善纵肋与顶板焊接细节处的疲劳性能;相对于传统纵肋与顶板焊接细节而言,顶板与镦边U肋焊根和焊趾处的疲劳裂纹扩展特性和疲劳抗力没有显著差别,顶板与镦边U肋焊缝构造细节难以显著改善焊根和顶板焊趾处的疲劳性能;萌生于焊根并向顶板扩展的疲劳失效模式是控制传统纵肋与顶板焊接细节和顶板与镦边U肋焊缝构造细节疲劳性能的主导疲劳失效模式。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 疲劳裂纹扩展三维模拟方法 纵肋与顶板焊接细节
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基于XFEM的损伤扩展模拟 被引量:11
10
作者 尹冠生 周肖飞 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期68-72,共5页
材料裂缝的扩展是一个经典的不连续问题,采用常规的有限元方法难以实现裂缝扩展过程的仿真模拟。为了解决常规方法的诸多弊端,XFEM方法引入水平集函数描述裂缝形态,实现了裂缝在单元内部的萌生与发展,解决了传统方法只能依赖单元生死来... 材料裂缝的扩展是一个经典的不连续问题,采用常规的有限元方法难以实现裂缝扩展过程的仿真模拟。为了解决常规方法的诸多弊端,XFEM方法引入水平集函数描述裂缝形态,实现了裂缝在单元内部的萌生与发展,解决了传统方法只能依赖单元生死来模拟裂缝扩展的难题。在扩展有限元方法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM方法模拟了弹性力学经典解中的有限大平板的裂缝问题,验证了XFEM方法的有效性;同时,模拟了三点弯梁的裂缝扩展过程。结果表明:扩展有限元方法能够有效地进行开裂过程仿真,逼真地模拟出裂缝的扩展行为,不受单元边界的制约,无需单元的局部加密,有效地减少了单元数量,节约了计算成本,为解决实际复杂问题提供了方便的途径。 展开更多
关键词 力学 XFEM 数值方法 ABAQUS 裂纹扩展模拟
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钢桥焊接构件疲劳寿命预测 被引量:10
11
作者 陈惟珍 G.Albrecht D.Kosteas 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期45-49,共5页
分析了影响焊接接头疲劳寿命的各种因素 ,在Dugdale模型基础上构造出裂纹闭合模型 ,并将其应用到焊接接头的表面半椭圆形裂纹 ,其中考虑了热影响区的材性变化、焊接残余应力以及焊缝几何带来的应力集中 .通过与两个试验结果的比较表明 ... 分析了影响焊接接头疲劳寿命的各种因素 ,在Dugdale模型基础上构造出裂纹闭合模型 ,并将其应用到焊接接头的表面半椭圆形裂纹 ,其中考虑了热影响区的材性变化、焊接残余应力以及焊缝几何带来的应力集中 .通过与两个试验结果的比较表明 :该法能估计裂纹扩展阶段的疲劳寿命 ,可用于焊接钢桥抗疲劳设计 . 展开更多
关键词 疲劳寿命 钢桥 焊接缺陷 裂纹闭合模型 焊接接头 裂纹扩展模拟 疲劳断裂 预测
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气瓶表面裂纹扩展规律与寿命估算的研究 被引量:1
12
作者 陈沛 查小琴 +2 位作者 高灵清 张欣耀 刘晓勇 《材料开发与应用》 CAS 2017年第5期5-12,共8页
基于Franc3D数值模拟法及子模型技术,对气瓶瓶筒处表面裂纹进行裂纹扩展的动态数值模拟及三维应力强度因子计算,证明该方法的可行性,并用公式迭代法验证该方法的准确性。在此计算结果基础上,对两初始裂纹a_0=3 mm、c_0=6 mm及a_0=3 mm、... 基于Franc3D数值模拟法及子模型技术,对气瓶瓶筒处表面裂纹进行裂纹扩展的动态数值模拟及三维应力强度因子计算,证明该方法的可行性,并用公式迭代法验证该方法的准确性。在此计算结果基础上,对两初始裂纹a_0=3 mm、c_0=6 mm及a_0=3 mm、c_0=9 mm的剩余寿命进行了估算,考虑安全裕度后计算得到两初始裂纹剩余寿命分别为3.5 a和2.6 a。 展开更多
关键词 气瓶 裂纹扩展数值模拟 Franc3D 剩余寿命
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FRANC2D/L软件在断裂分析中的应用 被引量:1
13
作者 付磊 王瑜 石立君 《山西建筑》 2009年第25期100-101,共2页
介绍了FRANC2D/L软件在模拟裂纹扩展中的应用,以实例展示了FRANC2D/L在实际运用中计算结果的准确性,比较了FRANC2D/L的模拟结果和理论数值解结果,结果证明了用FRANC2D/L模拟的可行性和可靠性。
关键词 FRANC2D/L 模拟裂纹扩展 设计 应用
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Wing crack model subjected to high hydraulic pressure and far field stresses and its numerical simulation 被引量:4
14
作者 赵延林 曹平 +2 位作者 王卫军 万文 陈锐 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第2期578-585,共8页
By considering the effect of hydraulic pressure filled in wing crack and the connected part of main crack on the stress intensity factor at wing crack tip, a new wing crack model exerted by hydraulic pressure and far ... By considering the effect of hydraulic pressure filled in wing crack and the connected part of main crack on the stress intensity factor at wing crack tip, a new wing crack model exerted by hydraulic pressure and far field stresses was proposed. By introducing the equivalent crack length lcq of wing crack, two terms make up the stress intensity factor K1 at wing crack tip: one is the component K(1) for a single isolated straight wing crack of length 2l subjected to hydraulic pressure in wing crack and far field stresses, and the other is the component K1^(2) due to the effective shear stress induced by the presence of the equivalent main crack. The FEM model of wing crack propagation subjected to hydraulic pressure and far field stresses was also established according to different side pressure coefficients and hydraulic pressures in crack. The result shows that a good agreement is found between theoretical model of wing crack proposed and finite element method (FEM). In theory, an unstable crack propagation is shown if there is high hydraulic pressure and lateral tension. The wing crack model proposed can provide references for studying on hydraulic fracturing in rock masses. 展开更多
关键词 rock mechanics wing crack hydraulic pressure numerical simulation
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Numerical simulation of crack propagation by manifold method
15
作者 吕文阁 《Journal of Chongqing University》 CAS 2006年第2期71-76,共6页
In this paper, by means of the maximum circle tensile stress on curve of constant ω and stress intensity factors by a path independent contour integral method, trajectories of maxed mode crack propagation are simulat... In this paper, by means of the maximum circle tensile stress on curve of constant ω and stress intensity factors by a path independent contour integral method, trajectories of maxed mode crack propagation are simulated through numerical manifold method. The crack propagation is traced dynamically by modifying the neighboring connection between the crack-top and nodes within elements in the calculating process. This method has the advantages such as less modified area, easiness of programming, high realizability and so on. Then a single sharp nicked specimen is used to verified the numerical result. It is shown that the provided method is reasonable and effective. 展开更多
关键词 numerical manifold method crack propagation path independent contour integral
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Investigation of the Process Parameters on the Blanking of AISI 304 Stainless Steel by Using Finite Element Method 被引量:1
16
作者 Kaan Emre Engin Omer Eyercioglu 《Journal of Mechanics Engineering and Automation》 2016年第7期356-363,共8页
Blanking is a major process and has a wide range of usage in manufacturing industry. The general concept of blanking seems a simple one but governing parameters are many and have a complex relationship which directly ... Blanking is a major process and has a wide range of usage in manufacturing industry. The general concept of blanking seems a simple one but governing parameters are many and have a complex relationship which directly affect the quality of the produced parts (blanks) and also the energy efficiency of the process. The main problem is the lack of prediction capabilities of the effect of these parameters that lead to time, money and labor consuming trial and error procedures in experimental studies. Usage of FEM based programs to simulate blanking to obtain numerical results and observe the shearing mechanism is a cheap and a detailed way for industrial applications. In this study five different clearances (1%, 3%, 5%, 10% and 20%) and three different thicknesses (t = 2 mm, t = 3 mm and t = 4 mm) were used for simulation and experimental studies of the blanking process. Simulations were executed by using the FEM program, Deform 2-D. Investigations were made on the parameters related to crack progression like crack initiation and crack propagation angles, indentation angle, rollover angle and depth and also the related blanking energy values. The results of the present paper are in agreement with the results of experimental studies. 展开更多
关键词 Blanking process sheet metal process parameters shearing mechanisms.
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基于断裂力学的钢-UHPC组合结构中栓钉的疲劳寿命评估 被引量:6
17
作者 石广玉 李广耀 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期102-113,共12页
为研究钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板中焊接栓钉疲劳寿命的高效评估方法,采用Schwartz-Neuman交替法建立钢-UHPC组合结构中栓钉焊缝表面裂纹的三维断裂力学模型,进行裂纹扩展模拟和栓钉的疲劳寿命预测。首先使用2种常用有限元软件A... 为研究钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板中焊接栓钉疲劳寿命的高效评估方法,采用Schwartz-Neuman交替法建立钢-UHPC组合结构中栓钉焊缝表面裂纹的三维断裂力学模型,进行裂纹扩展模拟和栓钉的疲劳寿命预测。首先使用2种常用有限元软件ANSYS和ABAQUS中的断裂力学模型验证Schwartz-Neuman交替法的计算精度和效率;然后采用Schwartz-Neuman交替法求解不同栓钉焊缝初始裂纹的应力强度因子并对其进行参数分析;最后基于栓钉焊缝裂纹的三维扩展预测焊接栓钉的疲劳寿命,与钢-UHPC组合结构的推出疲劳试验结果进行比对,并通过ANSYS和ABAQUS中的断裂力学分析模型以及Schwartz-Neuman交替法给出的圆柱体内深埋倾斜圆形裂纹应力强度因子计算结果的比对,验证了Schwartz-Neuman交替法的优越计算能力和准确性。结果表明:在钢-UHPC组合结构的层间剪力作用下,钢-UHPC组合结构的栓钉焊缝裂纹属于Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型复合的混合型裂纹,且裂纹呈非平面扩展;栓钉的疲劳破坏位置主要取决于栓钉焊缝2个焊趾处初始裂纹相对于裂纹驱动力的方位和裂纹尺寸之比;基于栓钉焊缝表面裂纹三维扩展得到的栓钉疲劳寿命预测值与推出试件疲劳试验给出的栓钉疲劳寿命实测结果吻合良好,证明基于Schwartz-Neuman交替法的表面裂纹三维扩展可高效和可靠地用于钢-UHPC组合桥面板中栓钉的疲劳寿命评估。 展开更多
关键词 桥梁工程 栓钉疲劳寿命 三维断裂力学分析 焊缝表面裂纹 钢-UHPC组合桥面板 混合型裂纹扩展模拟 Schwartz-Neuman交替法
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The numerical simulation of interface crack propagation without re-meshing 被引量:4
18
作者 XIA XiaoZhou ZHANG Qing +1 位作者 WANG Hong YANG Shuai 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2011年第7期1923-1929,共7页
Based on the framework of the extended finite element method (XFEM), the enriched exponent discontinuous function is modified properly by introducing the rigidity ratio of two sides materials of interface crack, and t... Based on the framework of the extended finite element method (XFEM), the enriched exponent discontinuous function is modified properly by introducing the rigidity ratio of two sides materials of interface crack, and the portion integral scheme is adopted for interface elements containing two materials. To embody the singularity of the crack tip, the triangle function is introduced directly. What’s more, the maximum loop stress fracture criterion is adopted to determine the extension direction in extended material domains, and the true extension distance for each load step is determined by reducing or increasing half the current trial extension distance until the equivalent stress intensity factor reaches the type I fracture toughness of material. Finally, with the improved XFEM, the interface crack propagation in a cantilever deep beam and concrete gravity dam are simulated without re-meshing respectively and their failure modes are also analyzed. 展开更多
关键词 XFEM enriched discontinuous function rigidity ratio cantilever deep beam concrete gravity dam interface crackpropagation
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Atomic simulations of influence of twinning on crack propagation of Al 被引量:4
19
作者 AN MinRong SONG HaiYang 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2013年第10期1938-1944,共7页
Molecular dynamics simulation was performed to investigate the influence of twin boundary (TB) spacing on crack propaga- tion of AI. This study reveals the orientation of initial crack may affect the mechanism of cr... Molecular dynamics simulation was performed to investigate the influence of twin boundary (TB) spacing on crack propaga- tion of AI. This study reveals the orientation of initial crack may affect the mechanism of crack growth obviously. TB strengthens A1 when the crack orientation is parallel with TB because of the hinderance of TB to the emission of the disloca- tions. The results indicate that there is an optimal TB spacing for mechanical properties of the A1, exhibiting reverse HP (Hall-Petch) and HP effect when the TB spacing is near the critical TB spacing. Furthermore, we find that there is a yield strength hardening effect in nanotwinned A1 when the crack orientation is perpendicular to the TB, and the Young's modulus is smaller in the nanotwinned A1 than that of twin free A1. The studies also demonstrate that this distinctive deformation behavior is related to nucleation of dislocations and the repulsive force of TB to the dislocations and crack propagation, as well as the distance between the crack tip and the TB. 展开更多
关键词 twin boundary crack orientation DISLOCATION molecular dynamic simulation
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A novel enriched CB shell element method for simulating arbitrary crack growth in pipes 被引量:9
20
作者 ZHUANG Zhuo CHENG BinBin 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2011年第8期1520-1531,共12页
In this work, a novel numerical method is developed for simulating arbitrary crack growth in pipes with the idea of enriched shape functions which can represent the discontinuity independent of the mesh. The concept o... In this work, a novel numerical method is developed for simulating arbitrary crack growth in pipes with the idea of enriched shape functions which can represent the discontinuity independent of the mesh. The concept of the enriched shape functions is introduced into the continuum-based (CB) shell element. Due to the advantage of CB shell element, the shell thickness varia- tion and surface connection can be concerned during the deformation. The stress intensity factors of the crack in the CB shell element are calculated by using the 'equivalent domain integral' method for 3D arbitrary non-planar crack. The maximum en- ergy release rate is used as a propagation criterion. This method is proved able to capture arbitrary crack growth path in pipes which is independent of the element mesh. Numerical examples of different fracture patterns in pipes are presented here. 展开更多
关键词 CB shell element enriched shape functions extended finite element 3D arbitrary crack propagation energy release rate
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