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《岩土力学》 2011年07期
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断裂问题的扩展有限元法研究

茹忠亮  朱传锐  张友良  赵洪波  
【摘要】:扩展有限元(extended finite element method,XFEM)是近年来发展起来的、在常规有限元框架内求解不连续问题的有效数值计算方法,其基于单位分解的思想,在常规有限元位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数及裂尖渐进位移场函数,避免了采用常规有限元计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新加密网格造成的不便。在推导扩展有限元算法的基础上,分析了应力强度因子的J积分计算方法及积分区域的选取。采用XFEM对I型裂纹进行了计算,有限元网格独立于裂纹面,无需在裂纹尖端加密网格;分析了积分区域、网格密度对应力强度因子计算精度的影响,指出了计算应力强度因子的合适参数,验证了此方法的可靠性和准确性。

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 陈胜宏,汪卫明,徐明毅,邹丽春;小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析[J];水利学报;2003年01期
2 黄云,金峰,王光纶,张楚汉;高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及其扩展[J];清华大学学报(自然科学版);2002年04期
3 王水林,葛修润;流形元方法在模拟裂纹扩展中的应用[J];岩石力学与工程学报;1997年05期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何跃平;黄俊;朱合华;蔡永昌;丁文其;;高阶流形方法在地下结构杆梁计算中的应用[J];地下空间与工程学报;2005年05期
2 黎勇,冯夏庭,栾茂田,王泳嘉;非连续变形计算力学模型中的广义有限单元[J];东北大学学报(自然科学版);2002年10期
3 张大林,栾茂田,杨庆,田荣;基于流形方法的动态应力强度因子数值算法[J];大连理工大学学报;2002年05期
4 张湘伟,蔡永昌,廖林灿;数值流形方法物理覆盖系统的自动剖分[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年01期
5 周小平,周瑞忠;对无单元法插值函数的几点研究[J];福州大学学报(自然科学版);2000年02期
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8 栾茂田,田荣,杨庆;广义节点有限元法[J];计算力学学报;2000年02期
9 李建波;陈健云;林皋;;非网格重剖分模拟宏观裂纹体的扩展有限单元法(Ⅰ:基础理论)[J];计算力学学报;2006年02期
10 李建波;陈健云;林皋;;非网格重剖分模拟宏观裂纹体的扩展有限单元法(2:数值实现)[J];计算力学学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 周伟;常晓林;喻建清;杨梅;;小湾高拱坝招标阶段结构诱导缝设置效果研究[A];水电2006国际研讨会论文集[C];2006年
2 任青文;夏宁;;高拱坝破坏与安全度的研究进展[A];水电2006国际研讨会论文集[C];2006年
3 Ren Qingwen, Xia Ning Hohai University, 1# Xikang Rd. Nanjing 210098,;PROGRESS IN STUDY OF FAILURE ANALYSIS AND SAFETY EVALUATION FOR HIGH ARCH DAMS[A];水电2006国际研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐诗佳;脆性断层构造的三维几何模型研究[D];中南大学;2000年
2 田荣;连续与非连续变形分析的有限覆盖无单元方法及其应用研究[D];大连理工大学;2000年
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6 唐树名;碎裂结构岩体路堑边坡锚固机理分析及其应用研究[D];重庆大学;2003年
7 杨令强;高拱坝开裂分析及安全评价[D];天津大学;2003年
8 李树忱;断续节理岩体的无风格流形方法和实验研究[D];上海大学;2004年
9 毛成;沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D];西南交通大学;2004年
10 郭少华;岩石类材料压缩断裂的实验与理论研究[D];中南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪巍巍;DDA方法及其在工程中的应用[D];河海大学;2001年
2 姜冬茹;三维数值流形方法研究及其面向对象的程序设计[D];汕头大学;2002年
3 陈莘莘;弹塑性力学问题中的无单元伽辽金法[D];湖南大学;2002年
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8 陈刚;流形元法(NMM)在岩体稳定性分析中的应用研究[D];中国地质大学;2003年
9 吴锋;混凝土材料破坏过程的细观数值模拟[D];河海大学;2004年
10 杜培荣;钢筋混凝土结构界面问题的非线性分析[D];河海大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈玉峰;用ANSYS进行预应力加载时解决损失的方法[J];四川建筑;2004年06期
2 韩大建,徐郁峰,王卫锋,王卫兵;大跨度混凝土斜拉桥主梁应力监测中徐变应变的分离[J];桥梁建设;2003年01期
3 李平昌,雷汲川;钢筋混凝土结构抗震的延性设计[J];四川建筑;2004年02期
4 金成棣;混凝土徐变对超静定结构变形及内力的影响——考虑分段加载龄期差异及延迟弹性影响[J];土木工程学报;1981年03期
5 杨咏昕,陈艾荣,项海帆;桥梁结构动力特性分析中节点刚性区问题的处理[J];土木工程学报;2001年01期
6 方志;汪剑;;预应力混凝土箱梁桥竖向预应力损失的实测与分析[J];土木工程学报;2006年05期
7 高洪波;徐世烺;吴智敏;卜丹;;混凝土断裂韧度K_(ⅡC)的试验研究[J];水力发电学报;2006年05期
8 秦理曼,迟世春,林皋;基于能量耗散的应力引起的土体各向异性模型[J];大连理工大学学报;2005年05期
9 林皋;;混凝土大坝抗震安全评价的发展趋向[J];防灾减灾工程学报;2006年01期
10 陆新征;滕锦光;叶列平;江见鲸;;FRP加固混凝土梁受弯剥离破坏的有限元分析[J];工程力学;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李运军;基于非局部损伤模型的混凝土损伤的数值模拟[D];合肥工业大学;2006年
2 苏武;预应力混凝土连续刚构桥施工中的结构分析及线型控制[D];西安建筑科技大学;2005年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李卧东,王元汉,谭国焕;无网格法在弹塑性问题中的应用[J];固体力学学报;2001年04期
2 杨晓翔,范家齐,匡震邦;求解混合型裂纹应力强度因子的围线积分法[J];计算力学学报;1996年01期
3 曾清红,卢德唐,齐岩,蒋远林;无网格方法求解稳定渗流问题[J];计算力学学报;2003年04期
4 张延军,王思敬,王恩志;有限元与无网格伽辽金耦合法分析二相连续多孔介质[J];计算物理;2003年02期
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6 朱伯芳,栾丰;拱与梁产生裂缝后的失效角[J];水力发电学报;1997年03期
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9 寇晓东,周维垣;应用无单元法近似计算拱坝开裂[J];水利学报;2000年10期
10 陈胜宏,汪卫明,徐明毅,邹丽春;小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析[J];水利学报;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭少华;岩石类材料压缩断裂的实验与理论研究[D];中南大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 茹忠亮;朱传锐;赵洪波;;基于水平集算法的扩展有限元方法研究[J];工程力学;2011年07期
2 陈卫忠;陈培帅;王辉;;裂纹扩展过程的动态仿真技术[J];岩土力学;2011年S2期
3 张国庆;王成焘;徐滨士;;几种疲劳寿命预测方法的探讨及评价[J];机械强度;2011年03期
4 蔡力勋;包陈;;用于延性断裂韧性测试的载荷分离方法与应用[J];北京科技大学学报;2011年07期
5 李晓东;李旭东;张赋;;工程材料叠层结构失效行为的跨尺度分析[J];甘肃科技;2011年12期
6 金蕾;蔡力勋;;基于双悬臂梁试样的柔度方法[J];机械强度;2011年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭馨艳;黄培彦;;预应力CFL增强RC梁裂纹扩展规律研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
2 李地元;李夕兵;李春林;;压应力作用下硬岩板裂裂纹形成的微观断裂分析[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 刘绍伦;;关于裂纹扩展路径问题的研究[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
4 姜燕;乐金朝;;沥青路面Ⅰ型裂纹扩展的理论分析与数值仿真[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 尹安毅;杨新华;陈传尧;;沥青混合料三点弯曲梁裂纹扩展的多尺度模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 梁军;王裕;方国东;卢琦;;ZrB_2基陶瓷热冲击抗力研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 孟庆良;夏源明;;弹塑性材料裂纹扩展的动态J阻力曲线实验研究简介[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
8 王志勇;马力;吴林志;;基于不同准则功能梯度材料断裂行为的数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 张正艺;解德;赵耀;刘土光;;结构尺度上三维线状裂纹扩展的数值模拟[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
10 王悦东;李洪升;;冻土Ⅰ-Ⅱ复合型非线性断裂破坏的数值模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 涂文锋;16MnR钢疲劳裂纹扩展形貌和扩展路径的试验研究与数值模拟[D];浙江工业大学;2009年
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6 魏高峰;非协调数值流形方法研究[D];上海大学;2005年
7 闫明;蠕变—热疲劳可靠寿命预测的若干问题研究[D];东北大学;2008年
8 聂璞林;界面断裂韧性与膜基结合性能关系的研究[D];上海交通大学;2009年
9 何书韬;海洋平台裂纹损伤柱壳的断裂特性及其承载能力研究[D];华中科技大学;2011年
10 刘凯远;无网格局部Petrov-Galerkin方法在断裂力学中的应用[D];湖南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梅继法;纳米尺度黏着接触和裂纹扩展的准连续介质方法研究[D];复旦大学;2010年
2 牛海燕;裂隙岩体锚固效应数值模拟研究[D];山东大学;2010年
3 冒小萍;应力断料中裂纹扩展的数值模拟研究[D];兰州理工大学;2004年
4 肖方红;基于小裂纹扩展的疲劳全寿命计算方法研究[D];西北工业大学;2001年
5 王文伟;含裂纹铆接连接结构应力强度因子参数分析[D];大连海事大学;2009年
6 顾超林;加筋板连接件的振动疲劳研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 王敏;基于扩展有限元法的平板模型裂纹扩展研究[D];大连理工大学;2011年
8 马德鹏;固体材料中裂纹扩展模拟研究[D];吉林大学;2008年
9 李晓琴;考虑偶应力理论的无网格伽辽金法及其在裂纹扩展中的应用[D];山东大学;2008年
10 王苹;Y-560型电机转轴与筋板焊接结构的疲劳优化设计[D];哈尔滨工业大学;2007年
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