有限元重合网格法在三维线弹性断裂力学中的应用研究

有限元重合网格法是一种发展中的简单、可行的多尺度的有限元分析方法,文中将该方法扩展应用到三维线弹性断裂力学问题中。详细介绍有限元重合网格法的基本原理,并以受远端均匀拉伸应力作用的含半椭圆表面裂纹的有限宽、有限厚板为例,详细讨论局部网格区域尺寸和重叠区细化单元的数目对三维有限元重合网格法计算精度的影响,同时用该方法计算分析三维表面裂纹应力强度因子,计算结果与已知解相比较,结果一致性很好,可用此方法分析复杂三维断裂问题。

基于有限元重合网格法的等大共面的三维表面裂纹交互因子研究

有限元重合网格法是一种发展中的简单、可行的多尺度有限元分析方法,文中将该方法扩展应用于分析三维线弹性断裂力学多裂纹问题。详细地介绍了有限元重合网格法在多裂纹问题中的基本原理,并以受远端均匀拉伸应力作用的含2个等大共面的半椭圆表面裂纹的有限宽有限厚板为例,用该方法计算分析三维多裂纹交互因子,同时详细讨论了结构几何参数、裂纹形状参数、相对裂纹位置和裂纹前沿位置对裂纹交互因子的影响。

二维有限元重合网格法网格特性研究

有限元重合网格法作为一种自适应有限元法和多尺度计算方法,目前受到了研究者们的广泛关注。文中首先简介了二维线弹性断裂力学中有限元重合网格法的原理;其次为获得最少网格数量下最精确的数值结果,研究了重合网格法中全局模型和局部模型网格大小和网格数量的关系以及对计算精度的影响;最后就影响重合网格法精度的局部模型的选择进行了讨论。

裂纹分析有限元重合网格法及基于MSC.Patran的二次开发

充分利用MSC.Patran的可视化及分网功能,结合有限元重合网格法(S-FEM)在裂纹问题分析中的优势,以MSC.Patran为平台,使用PCL语言开发了求解裂纹问题的二维有限元重合网格法分析模块,应用此模块计算单边直裂纹和斜裂纹矩形板应力强度因子,并模拟了斜裂纹的裂纹扩展路径,验证了程序模块及方法的正确性。

应用有限元重合网格法研究非等大共面表面裂纹交互影响

有限元重合网格法是一种发展中的简单、可行的有限元方法。文中首先详细介绍有限元重合网格法在多裂纹问题中的基本原理,其次应用该方法计算分析受远端拉伸应力作用的两个非等大共面的有限大体中表面裂纹交互因子,同时详细讨论裂纹形状参数和相对裂纹位置对裂纹交互因子的影响。文中结果和结论可为工程三维结构广布损伤分析提供参考依据。

有限元重合网格法及其实例分析

主要针对有限元网格重合法进行介绍,并以金属薄板的应力集中问题为例,探讨了有限元网格重合法的计算精度和实际应用。

基于有限元网格重合法的宏观-细观多尺度细粒化研究

主要针对有限元网格重合法的基本原理进行分析、推导了整体到局部区域里的有限元重合网格法的数学模型,以戴圆孔板的应力集中问题为例进行探讨了有限元重合网格法的计算精度和应用价值并与一般的有限元法进行了对比分析.结果表明,有限元重合网格法对工程中的多尺度分析问题有一定的应用价值.

基于S-FEM对局部支撑板机座的表面裂纹分析

首先利用有限元重合网格法(S-FEM)对燃气轮机切向支撑板机座进行了表面裂纹分析,对支撑板和表面裂纹的应力和位移变化进行数值模拟,然后通过引入不同深度的表面裂纹求出3种模态的应力强度因子,并画出其变化曲线,从而得出表面裂纹在轴承力作用下的变化规律。

裂纹间距及铺层角度对复合材料分层的影响

分层问题是复合材料层合板最常见问题,据统计约60%的层合板失效都与分层相关。通过基于虚裂纹闭合技术(VCCT)的重合网格法(S-FEM),分析了不同铺层角度及裂纹间距对应变能释放率的影响。由分析结果可看出,应变能释放率随铺层角度增加而减小;在裂纹尖端距离相对较小时,距离对能量释放率的影响要远大于铺层角度变化的影响。

有限大体复合型表面裂纹断裂特性研究

应用有限元重合网格法对三维有限大体倾斜表面裂纹复合型应力强度因子进行研究,详细讨论了裂纹倾斜角和裂纹形状变化对复合型应力强度因子的影响。研究发现随着裂纹倾斜角的增大,裂纹前缘Ⅰ型应力强度因子KⅠ减小,而Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子KⅡ和KⅢ先增大后减小;随着裂纹形状的变化,复合型表面裂纹前沿应力强度因子的最大值出现在裂纹最深处或随裂纹形状变化出现在裂纹前缘某处。

结构两平面穿透裂纹交互影响研究

有限元重合网格法是研究断裂力学问题,特别是多裂纹问题的有效数值方法。本文基于有限元重合网格法,计算分析了受拉伸载荷作用的有限宽平板中两平面穿透裂纹在不同位置和方向的应力场分布,并计算出不同情况下裂纹尖端的交互因子以探索多裂纹的相互作用对应力强度因子的影响规律。研究结果表明裂纹间的相互作用在不同位置和方向条件下会对裂纹尖端应力场产生强化或屏蔽效应。本文的结果和结论可以为多裂纹损伤容限分析提供参考依据。

圆棒表面非共面双裂纹交互影响数值分析

本文中,利用有限元重合网格法(s-version FEM, S-FEM)研究分析了圆棒表面两个非共面裂纹间的相互作用。有限元重合网格法是在有限元法的框架中,将整体网格与局部网格叠加的方法。该方法便于建立多个裂纹的有限元单元网格。利用虚拟裂纹闭合方法计算裂纹前端的应力强度因子。通过改变两个裂纹间的相对距离和裂纹尺寸等形状空间参数来分析其对应力强度因子的影响。此分析结果能对结构损伤评估具有一定的参考价值。