平面裂隙基于擴(kuò)展有限單元法的數(shù)值模擬

2.47萬字 75頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)

摘 要
裂紋的萌生與擴(kuò)展是固體材料非線性變形、損傷和破壞的基本因素。在工程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷裂及其引起的后續(xù)破壞是極具危險(xiǎn)性的失效形式。因此，發(fā)展和完善相關(guān)數(shù)值方法，對結(jié)構(gòu)體內(nèi)部裂紋開裂的數(shù)值模擬，預(yù)測裂紋在一定條件下的擴(kuò)展路徑，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本論文基于斷裂力學(xué)、有限單元法和擴(kuò)展有限單元法的基本原理，應(yīng)用Matlab編程語言首先研制各向同性彈性問題的有限單元法程序，并逐步實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展有限單元法的程序編制。基于擴(kuò)展有限單元法，求解裂紋附近的不連續(xù)位移，分析彈性體裂紋的開裂發(fā)展趨勢。本論文研究內(nèi)容如下：
（1）基于有限單元法分析彈性體（常規(guī)單元）在一定荷載作用下位移場和應(yīng)力場的變化，采用三結(jié)點(diǎn)三角形單元?jiǎng)澐纸Y(jié)構(gòu)體，實(shí)現(xiàn)了對彈性體的數(shù)值求解，結(jié)果與實(shí)際有較好的一致性。
（2）本論文研究的是線彈性斷裂問題，根據(jù)裂紋開裂準(zhǔn)則，確定開裂條件。編寫基本的擴(kuò)展有限元程序，對含圓形弱界面的正方形板在受拉伸作用時(shí)裂紋開裂進(jìn)行研究。
（3）優(yōu)化程序，提高程序的適用性，應(yīng)用到對雙材料界面裂紋的開裂的研究中，改變裂紋的形狀以及界面兩側(cè)材料性質(zhì)，觀察裂紋的變化以及最大不連續(xù)位移值的變化，分析影響界面裂紋開裂因素。


關(guān)鍵詞：裂紋產(chǎn)生；有限單元法；擴(kuò)展有限單元法；數(shù)值模擬