屈曲模态对含缺陷复材加筋板后屈曲的影响 被引量：6

1

作者 徐荣章 关志东 +1 位作者 刘璐 张楠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1299-1304,共6页

某些结构类型的复合材料加筋板,由于一阶和二阶屈曲载荷十分接近,在压缩失稳时,相同的试验件会出现不同的失稳模态,并表现出明显不同的后屈曲承载能力.就此问题,进行了试验和数值模拟研究.轴压试验中,通过影像云纹法和超声C扫技术监测... 某些结构类型的复合材料加筋板,由于一阶和二阶屈曲载荷十分接近,在压缩失稳时,相同的试验件会出现不同的失稳模态,并表现出明显不同的后屈曲承载能力.就此问题,进行了试验和数值模拟研究.轴压试验中,通过影像云纹法和超声C扫技术监测试验件的失稳模态及缺陷扩展情况,以确定不同失稳模态对相同试验件后屈曲承载能力的影响.基于ABAQUS软件建立有限元模型,采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT,Virtual Crack Closure Technology)模拟含预置脱胶缺陷的筋条-蒙皮界面,将失稳波形以几何扰动的形式引入后屈曲分析.通过分析缺陷前缘应变能释放率,研究两种模态下缺陷扩展特性.计算结果与试验结果相吻合,研究表明两种模态下缺陷的扩展特性明显不同,导致该型加筋板在3个半波失稳模态下的后屈曲承载能力明显高于2个半波模态下的后屈曲承载能力. 展开更多

关键词 复合材料加筋板 虚拟裂纹闭合技术(vcct) 屈曲模态 缺陷扩展 后屈曲特性

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船体纵骨典型节点疲劳裂纹扩展寿命评估 被引量：6

2

作者 何文涛 刘敬喜 解德 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1475-1484,共10页

基于有限元软件ABAQUS,结合虚拟裂纹闭合法、裂纹扩展判据及子结构技术,应用脚本语言Python开发出模拟疲劳裂纹扩展的程序(FCG-System)。对含初始裂纹的油船纵骨典型节点在侧面压力作用下进行疲劳裂纹扩展数值模拟,并探讨了软趾、背肘... 基于有限元软件ABAQUS,结合虚拟裂纹闭合法、裂纹扩展判据及子结构技术,应用脚本语言Python开发出模拟疲劳裂纹扩展的程序(FCG-System)。对含初始裂纹的油船纵骨典型节点在侧面压力作用下进行疲劳裂纹扩展数值模拟,并探讨了软趾、背肘板及防倾肘板对疲劳裂纹扩展路径和寿命的影响。结果表明,增设软趾、背肘板或防倾肘板都会使裂纹扩展路径曲率增大,且软趾、防倾肘板可使裂纹扩展寿命增大,背肘板可使裂纹扩展寿命减小。 展开更多

关键词 裂纹扩展路径 裂纹扩展寿命 虚拟裂纹闭合法 子结构技术 FCG-System

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基于光滑边域有限元法的二维裂纹扩展分析 被引量：5

3

作者 秦剑波 谢伟 王锋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期47-52,252,共7页

为了提高预测裂纹扩展路径的准确性和效率,本文将光滑边域有限元法和虚拟裂纹闭合法相结合,利用常应变三角形单元,获得裂纹尖端处的断裂控制参量应力强度因子,并运用最大拉应力准则求得裂纹在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展轨迹给出... 为了提高预测裂纹扩展路径的准确性和效率,本文将光滑边域有限元法和虚拟裂纹闭合法相结合,利用常应变三角形单元,获得裂纹尖端处的断裂控制参量应力强度因子,并运用最大拉应力准则求得裂纹在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展轨迹给出自动跟踪方法;对三个典型二维裂纹扩展模型,预测了裂纹扩展路径,并将结果与参考文献中的结果进行对比,验证方法的有效性与准确性。数值结果表明:该方法具有单元简单、网格尺寸要求低、裂纹尖端处单元不需特殊处理等优点,是分析裂纹扩展问题简洁高效的数值计算方法。 展开更多

关键词 光滑边域有限元法 虚拟裂纹闭合法 最大拉应力准则 疲劳裂纹扩展

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传统压痕法识别陶瓷材料断裂韧性的有效性研究 被引量：7

4

作者 王家梁 马德军 +2 位作者 白盟亮 黄勇 孙亮 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期81-88,共8页

基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,J... 基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式,在材料比功0.3≤We/Wt≤0.45时所测断裂韧性值与理论计算值较为接近,其最大误差为12.9%,测试结果相对准确;当0.45<We/Wt≤0.7时,传统压痕法对陶瓷材料断裂韧性的测试误差随比功增加迅速增大,特别是当We/Wt=0.7时,Anstis公式,Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式所测断裂韧性值与理论计算值的最大误差分别为70%,148.5%,48.8%,98.7%和166.6%,在此材料比功范围内传统压痕法所测断裂韧性值误差较大。 展开更多

关键词 传统压痕法 陶瓷材料 断裂韧性 虚拟裂纹闭合法 比功

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冲击载荷下材料动态断裂参数的有限元计算 被引量：4

5

作者 曾祥国 刘世品 +2 位作者 李琼阳 王清远 胡益平 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1-6,共6页

材料在冲击载荷下的行为不同于静态载荷作用下的行为。然而,由于动态断裂问题的复杂性,即使象三点弯曲试样,也还没有获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。为了满足理论分析和实验工作的需要,采用LS-DYNA有限元软件,对三点弯曲试... 材料在冲击载荷下的行为不同于静态载荷作用下的行为。然而,由于动态断裂问题的复杂性,即使象三点弯曲试样,也还没有获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。为了满足理论分析和实验工作的需要,采用LS-DYNA有限元软件,对三点弯曲试样在冲击载荷作用下(包括正弦、线性和不规则载荷历程)的动态过程进行了有限元分析,获得了裂纹尖端的动态应力应变场和裂纹尖端区域节点力和位移与时间的关系曲线。基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到了不同冲击载荷下三点弯曲试样的能量释放率GI和动态应力强度因子KId与时间的关系曲线。结果表明:该方法得到的有限元计算结果与实验吻合较好,且具有较高精度,文中提出的方法可用于动态断裂参数的计算。 展开更多

关键词 冲击载荷 三点弯曲试样 有限元 虚拟裂纹闭合法 动态断裂参数

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重合网格法在复合材料分层问题中的应用 被引量：2

6

作者 范学领 孙秦 菊池正纪 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期17-20,共4页

使用重合网格法(S-FEM)分析了混合模态下CFRP层合板分层问题。首先将虚裂纹闭合技术集成到S-FEM程序中,求解了复合材料分层尖端处的应变能释放率。然后把重合网格法数值结果与基于梁理论的计算结果及实验数据进行了比较。结果表明,对于... 使用重合网格法(S-FEM)分析了混合模态下CFRP层合板分层问题。首先将虚裂纹闭合技术集成到S-FEM程序中,求解了复合材料分层尖端处的应变能释放率。然后把重合网格法数值结果与基于梁理论的计算结果及实验数据进行了比较。结果表明,对于单方向及多方向CFRP复合材料层合板,重合网格法都能够得到更精确的数值,是一种有效的计算复合材料裂纹尖端应变能释放率的方法。 展开更多

关键词 重合网格技术 应变能释放率 虚裂纹闭合技术 分层

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裂纹间距及铺层角度对复合材料分层的影响 被引量：2

7

作者 范学领 孙秦 +1 位作者 原梅妮 菊池正纪 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期327-330,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 重合网格法(S-FEM) 复合材料分层 应变能释放率(SERR) 虚裂纹闭合技术(vcct)

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虚拟裂纹闭合法在结构断裂分析中的应用 被引量：7

8

作者 肖涛 左正兴 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期16-19,共4页

基于三维虚拟裂纹技术(3DVCCT),利用ABAQUS用户单元子程序(UEL)编写裂纹界面单元,使3DVCCT集成于ABAQUS软件中,直接计算出裂纹的断裂参数。采用此方法对连杆杆身表面裂纹进行研究,得到了连杆裂纹的应力强度因子的分布规律。

关键词 应力强度因子 虚拟裂纹扩展法 界面单元 连杆

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层合板分层失效数值模拟与参数识别 被引量：2

9

作者 籍庆辉 朱平 卢家海 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期954-960,968,共8页

为了精确预测纤维增强复合材料层合板分层失效问题,提出基于虚拟裂纹闭合法的复合材料层合板分层失效准则参数的识别方法.通过双悬臂梁(DCB)试样和末端缺口弯曲(ENF)试样准静态力学试验获得I型和Ⅱ型分层断裂韧性.综合虚拟裂纹闭合法和... 为了精确预测纤维增强复合材料层合板分层失效问题,提出基于虚拟裂纹闭合法的复合材料层合板分层失效准则参数的识别方法.通过双悬臂梁(DCB)试样和末端缺口弯曲(ENF)试样准静态力学试验获得I型和Ⅱ型分层断裂韧性.综合虚拟裂纹闭合法和有限元法,分别建立I型、Ⅱ型以及I/Ⅱ混合型分层数值仿真模型.基于已有的分层混合模式试验数据验证该方法的有效性.针对汽车用平纹机织碳纤维复合材料,利用纯I型和纯Ⅱ型试验和混合模式弯曲试样仿真模型,对分层失效准则参数进行了识别.结果表明,运用所建立的参数识别方法能够准确地得到层合板分层失效准则参数,有效克服了传统试验方法获取失效参数的成本高和周期长的问题. 展开更多

关键词 虚拟裂纹闭合法 分层 失效准则 有限元分析(FEA) 参数识别

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复合材料界面裂纹尖端应变能释放率及模态混合度计算 被引量：1

10

作者 范学领 孙秦 菊池正纪 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期210-213,共4页

为了准确预测复合材料层合板分层扩展及疲劳损伤,应用改进的虚裂纹闭合技术计算复合材料分层尖端处应变能释放率及模态混合度。首先介绍了改进的虚裂纹闭合技术,然后将其应用到重合网格法中,求得了分层尖端处总应变能释放率,并提取了各... 为了准确预测复合材料层合板分层扩展及疲劳损伤,应用改进的虚裂纹闭合技术计算复合材料分层尖端处应变能释放率及模态混合度。首先介绍了改进的虚裂纹闭合技术,然后将其应用到重合网格法中,求得了分层尖端处总应变能释放率,并提取了各模态下的应变能释放率分量。最后利用某界面裂纹模型验证了该方法计算应变能释放率、模态混合度及提取应变能释放率分量的有效性。 展开更多

关键词 模态混合度 虚裂纹闭合技术 应变能释放率 分层

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复合式路面疲劳裂纹扩展数值模拟研究 被引量：3

11

作者 孔令云 邹胜楠 +3 位作者 黄麟钬 吴海鹰 余苗 杨博 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期91-97,126,共8页

基于虚拟裂纹闭合法(VCCT)以及广义Paris公式,对隧道复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命进行研究。首先对现有的虚拟裂纹闭合法进行改进,编写出能够模拟复合式路面疲劳裂纹扩展的子程序UEL;采用有限元软件Abaqus对子程序UEL进行调用,计算出... 基于虚拟裂纹闭合法(VCCT)以及广义Paris公式,对隧道复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命进行研究。首先对现有的虚拟裂纹闭合法进行改进,编写出能够模拟复合式路面疲劳裂纹扩展的子程序UEL;采用有限元软件Abaqus对子程序UEL进行调用,计算出路面结构的能量释放率以及应力强度因子,结合广义Paris公式求得其疲劳裂纹扩展寿命。改进的虚拟裂纹闭合法能以一个模型计算出多种裂纹长度对应的能量释放率,很大程度上降低了计算代价;数值模拟结果表明:Ⅰ型应力强度因子KⅠ随着裂纹扩展长度的增加而增大;Ⅱ型应力强度因子KⅡ随着裂纹长度增加先呈递减趋势,然后递增;有效应力强度因子K eff与Ⅱ型应力强度因子KⅡ的变化规律大致相同。还利用改进后的虚拟裂纹闭合法研究了上下面层模量、混凝土层模量以及超载对疲劳裂纹扩展寿命的影响。结果表明:超载系数的增大会使复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命显著降低;疲劳裂纹扩展寿命会随着上下面层模量的增大而递增,并与上下面层模量呈近似线性关系;疲劳裂纹扩展寿命也会随着混凝土层模量的增大而递增,但递增速率会逐渐变缓。对路面疲劳寿命影响大小的次序为:超载系数>混凝土模量>下面层模量>上面层模量。研究结果对复合式路面的结构设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 道路工程 复合式路面 疲劳裂纹扩展寿命 虚拟裂纹闭合法 广义Paris公式 超载系数

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基于断裂力学的钢桥面鼓泡扩展准则及影响因素研究 被引量：1

12

作者 张华 张海伟 郝培文 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期671-676,共6页

文章基于一阶剪切变形板理论和断裂力学理论,将钢桥面环氧沥青混凝土铺装层鼓泡形成扩展的脱粘过程简化为界面裂纹的扩展过程,得到了鼓泡裂纹尖端的位移场,推导出鼓泡裂纹尖端能量释放率的解析解,并与采用虚拟裂纹闭合法计算结果进行了... 文章基于一阶剪切变形板理论和断裂力学理论,将钢桥面环氧沥青混凝土铺装层鼓泡形成扩展的脱粘过程简化为界面裂纹的扩展过程,得到了鼓泡裂纹尖端的位移场,推导出鼓泡裂纹尖端能量释放率的解析解,并与采用虚拟裂纹闭合法计算结果进行了对比,建立了鼓泡扩展的判断准则,讨论了载荷、鼓泡半径、铺装层厚度和弹性模量等因素对鼓泡裂纹扩展的影响。研究结果表明:鼓泡的径厚比较小时,剪切变形对鼓泡尖端能量释放率的影响不容忽视;鼓泡裂纹尖端的能量释放率随载荷和鼓泡半径的增加而变大,随铺装层厚度和弹性模量的增加而减小;适当增加铺装层厚度可以对鼓泡扩展起到抑制作用。研究结果对有效开展鼓泡模型试验和研究鼓泡病害的防治措施具有理论与应用价值。 展开更多

关键词 钢桥面铺装 鼓泡 断裂力学 虚拟裂纹闭合技术 扩展准则 影响因素

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虚拟裂纹闭合法在结构裂缝分析中的应用 被引量：1

13

作者 王东旭 武亮 吕燕红 《人民长江》 北大核心 2013年第13期47-50,共4页

为分析复杂结构在复杂荷载作用下的断裂力学问题,基于结构断裂分析中的三维虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT),应用ABAQUS有限元软件中的UEL编写了裂纹尖端接口单元程序,该接口单元无需后处理即可直接得到裂纹尖... 为分析复杂结构在复杂荷载作用下的断裂力学问题,基于结构断裂分析中的三维虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT),应用ABAQUS有限元软件中的UEL编写了裂纹尖端接口单元程序,该接口单元无需后处理即可直接得到裂纹尖端的应变能释放率。用该方法计算了两个三维算例,并将计算结果与解析解进行了比较,结果与解析解吻合较好,证明所提方法具有较高精度和可靠性,为分析复杂结构的断裂力学问题提供了很好的思路和工具。 展开更多

关键词 虚拟裂纹闭合技术 应变能释放率 应力强度因子 断裂单元

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改进的三维虚拟裂纹闭合方法 被引量：1

14

作者 谢伟 黄其青 Masanori Kikuchi 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期116-120,共5页

改进了一种基于有限元技术分析三维裂纹应力强度因子的计算方法——虚拟裂纹闭合方法,称为改进的虚拟裂纹闭合方法。应用传统的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹体应力强度因子时,对有限元模型具有一定的要求,即过裂纹前缘的有限单元裂纹... 改进了一种基于有限元技术分析三维裂纹应力强度因子的计算方法——虚拟裂纹闭合方法,称为改进的虚拟裂纹闭合方法。应用传统的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹体应力强度因子时,对有限元模型具有一定的要求,即过裂纹前缘的有限单元裂纹面必须具有相同的面积且对称。而应用文中改进的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹体应力强度因子时,裂纹前缘的裂纹面可以是任意形状。文中应用改进虚拟裂纹闭合方法,建立20结点等参元有限元模型,对三维表面裂纹应力强度因子进行了验证性的分析和讨论。通过与Newman解相比较,证明该方法适用性强且计算精度高。 展开更多

关键词 有限元 改进的虚拟裂纹闭合方法 裂纹面 应力强度因子

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复合式路面疲劳裂纹扩展寿命模型及子程序开发应用 被引量：2

15

作者 孔令云 阮庆松 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期53-59,共7页

文章基于虚拟裂纹闭合法(virtual crack closure technique,VCCT),提出复合式路面疲劳裂纹扩展寿命理论模型,借助现有有限元软件,开发模拟复合式路面疲劳裂纹扩展过程的子程序,用其计算路面结构在裂纹扩展中的能量释放率,通过相关公式... 文章基于虚拟裂纹闭合法(virtual crack closure technique,VCCT),提出复合式路面疲劳裂纹扩展寿命理论模型,借助现有有限元软件,开发模拟复合式路面疲劳裂纹扩展过程的子程序,用其计算路面结构在裂纹扩展中的能量释放率,通过相关公式求得复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命。研究结果表明,使用VCCT计算代价较小,计算精度较高,利用子程序可高效计算路面结构的能量释放率,最终计算结果接近于实际疲劳寿命。 展开更多

关键词 虚拟裂纹闭合法(vcct) 复合式路面 能量释放率 疲劳寿命 应力强度因子 有限元

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含裂纹功能梯度板能量释放率的ABAQUS用户子程序开发

16

作者 周立明 任书慧 +1 位作者 孟广伟 李荣佳 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1309-1314,共6页

为求解含裂纹功能梯度板的动态能量释放率,提出了基于非均匀有限元法的虚拟裂纹闭合法.基于有限元软件ABAQUS平台,开发了动态载荷作用下功能梯度材质的哑节点断裂单元,编写了用户自定义子程序UMAT和UEL,求解了动态载荷作用下的含裂纹功... 为求解含裂纹功能梯度板的动态能量释放率,提出了基于非均匀有限元法的虚拟裂纹闭合法.基于有限元软件ABAQUS平台,开发了动态载荷作用下功能梯度材质的哑节点断裂单元,编写了用户自定义子程序UMAT和UEL,求解了动态载荷作用下的含裂纹功能梯度板能量释放率分量.对不同形状因子下的中心和倾斜裂纹功能梯度板的动态能量释放率分量进行了求解,并转化为动态应力强度因子,与差分法作比较.数值算例结果表明,动态载荷作用下功能梯度材质的哑节点断裂单元具有精度高、简捷方便、裂尖无需使用奇异元或特殊单元和子程序通用性强等优点,为工程师求解动态断裂参数提供了新途径. 展开更多

关键词 裂纹 动态能量释放率 虚拟裂纹闭合法 动态应力强度因子 非均匀有限元法

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基于扩展无网格法的机电虚拟裂纹闭合法

17

作者 王晖 孟广伟 +2 位作者 李锋 周立明 李霄琳 《四川大学学报（工程科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第S1期142-145,共4页

为提高含裂纹压电材料断裂参数的求解效率和精度,基于扩展无网格理论,引入无网格辅助网格结合哑节点断裂压电单元,提出了基于扩展无网格法的机电虚拟裂纹闭合法,可很好地模拟裂纹尖端奇异性,简化求解过程,提高计算精度;并讨论了不同高... 为提高含裂纹压电材料断裂参数的求解效率和精度,基于扩展无网格理论,引入无网格辅助网格结合哑节点断裂压电单元,提出了基于扩展无网格法的机电虚拟裂纹闭合法,可很好地模拟裂纹尖端奇异性,简化求解过程,提高计算精度;并讨论了不同高斯点个数、不同裂纹长度对能量释放率计算结果的影响,与解析解和基于有限元法的机电虚拟裂纹闭合法计算结果进行比较。数值算例结果表明所提方法正确可行且具有较高的精度。 展开更多

关键词 扩展无网格法 机电虚拟裂纹闭合法 压电材料

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基于FE/EFG耦合算法的虚拟裂纹闭合法

18

作者 王维说 常学平 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期64-69,共6页

在裂纹附近区域采用无网格伽辽金(EFG)节点,其余区域采用常规有限单元(FE)节点进行数值离散并求解,获得含裂纹构件的位移场。在裂纹尖端及其附近设置局部辅助有限单元区域,用于求解裂纹尖端处的2个特征参数:裂纹尖端节点力以及靠近裂纹... 在裂纹附近区域采用无网格伽辽金(EFG)节点,其余区域采用常规有限单元(FE)节点进行数值离散并求解,获得含裂纹构件的位移场。在裂纹尖端及其附近设置局部辅助有限单元区域,用于求解裂纹尖端处的2个特征参数:裂纹尖端节点力以及靠近裂纹尖端处裂纹面的位移。由这2个参数得到裂纹尖端处的应变能释放率,进而求得相应的应力强度因子,此方法为计算应力强度因子的EFG虚拟裂纹闭合法。数值算例表明,采用EFG虚拟裂纹闭合法能够有效计算裂纹尖端处的应力强度因子。 展开更多

关键词 应变能释放率 虚拟裂纹闭合法 应力强度因子 EFG 数值求解

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基于均匀网格的复合材料层合板分层损伤建模

19

作者 钱若力 李梁轶 +1 位作者 李顶河 蔡舒妤 《中国民航大学学报》 2023年第6期50-58,共9页

基于扩展逐层法(XLWM,extended layerwise method)、多维最大熵原理和分层前缘跟踪算法,建立了一种用于分析复合材料层合板分层损伤的均匀网格快速建模和分析方法(FUGD,fast uniform-grid delamination)。利用该方法可通过C扫描(或X射线... 基于扩展逐层法(XLWM,extended layerwise method)、多维最大熵原理和分层前缘跟踪算法,建立了一种用于分析复合材料层合板分层损伤的均匀网格快速建模和分析方法(FUGD,fast uniform-grid delamination)。利用该方法可通过C扫描(或X射线)图像和二维均匀有限元网格快速建立分层损伤分析模型。首先,基于多维最大熵原理和扫描图像上的像素点灰度值重建分层区域,处于分层区域的有限元节点被标记为分层节点;然后,通过分层前缘跟踪算法和已标记为分层的节点精确地跟踪分层前缘;最后,以含方形、圆形、双圆形分层区域的方形层合板为例,验证该方法的有效性。 展开更多

关键词 复合层 层合板 分层损伤 扩展逐层理论 最大熵原理 虚拟裂纹闭合技术

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裂纹扩展和裂尖变形机理的多尺度耦合数值模拟方法 被引量：5

20

作者 盛鹰 朱星亮 +2 位作者 曾祥国 贾彬 文军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期2419-2425,共7页

利用提出的多尺度五区数值模型,实现了单边裂纹的平板α铁在宏观载荷作用下三个不同尺度(原子尺度、细观尺度、连续介质尺度)力学参量之间的耦合及传递,模拟了裂尖变形和裂纹扩展的多尺度演化过程。根据多尺度五区数值模型将平板建设为... 利用提出的多尺度五区数值模型,实现了单边裂纹的平板α铁在宏观载荷作用下三个不同尺度(原子尺度、细观尺度、连续介质尺度)力学参量之间的耦合及传递,模拟了裂尖变形和裂纹扩展的多尺度演化过程。根据多尺度五区数值模型将平板建设为五个区域。其中:Ⅴ区为宏观尺度区,利用有限元方法对单边裂纹板进行动态数值分析,基于虚拟裂纹闭合法(VCCT)计算应力强度因子KI;Ⅳ区为包围裂尖的细观尺度有限元模型,Ⅳ区与Ⅴ区宏观尺度模型通过有限宽板应力强度因子表达式联系,从而获得Ⅳ区细观断裂模型的应力边界,并将其用于有限元加载,获得该区的位移场;Ⅰ区为嵌在Ⅳ区内的分子动力学模型区,通过该区的分子动力学计算可获得裂纹扩展和裂尖变形的机制,模拟裂纹分叉、堆垛层错、空位微观变形与失效机制等;Ⅱ区和Ⅲ区为分子动力学Ⅰ区与连续介质Ⅳ区之间的交互影响区,有限元结果通过Ⅲ区为分子动力学区提供载荷条件,分子动力学结果借助于Ⅱ区修正有限元的边界条件,实现了原子尺度离散区与连续介质区力学参量之间相互影响的动态耦合。 展开更多

关键词 裂纹扩展 裂尖变形 多尺度数值模型 虚拟裂纹闭合法 分子动力学

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