韧性金属材料渐进断裂的有限元算法研究

为解决裂纹稳态扩展的有限元数值仿真,舍弃应力强度因子和J积分理论,考虑韧性金属的弹塑性效应和几何非线性效应,采用基于损伤理论的EWK模型作为断裂判据.有限元计算时将断裂判据以子程序形式嵌入ABAQUS主程序并保持两者之间的实时通信.当材料符合子程序判据时,主程序中以单元弹性模量置"零"来模拟其断裂.求解时使用一种适合控制结构局部失稳的Newton法,并以带椭圆中心孔金属薄板的拉伸断裂为算例.计算结果显示,上述方法实现的断裂效果符合实际物理现象,断裂路径符合一般实验结果.