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位移外推法和扩展有限元法计算应力强度因子的比较
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3
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作者
张亚洲
钟红
王立强
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第5期2045-2051,共7页
作为评定裂缝是否扩展的重要参量,应力强度因子的计算精度影响材料性能的评估。通过含预制裂缝的三点弯曲梁、矩形板中心裂缝、矩形板中心斜裂缝和矩形板中心界面裂缝模型4个数值算例,采用位移外推法和扩展有限元法分别计算了裂缝尖端...
作为评定裂缝是否扩展的重要参量,应力强度因子的计算精度影响材料性能的评估。通过含预制裂缝的三点弯曲梁、矩形板中心裂缝、矩形板中心斜裂缝和矩形板中心界面裂缝模型4个数值算例,采用位移外推法和扩展有限元法分别计算了裂缝尖端应力强度因子。将计算结果与解析解或其他数值方法参考解进行对比验证了上述两种方法的计算精度。此外,探讨了网格密度对应力强度因子求解精度的影响以及剔除裂尖附近的结果对位移外推法求解应力强度因子的影响。发现位移外推法可以通过对裂尖进行网格局部加密和去除裂尖奇异点来提高精度;扩展有限元法对网格密度要求相对较小,综合计算时间考虑,可以适当增加网格密度。结果可为求解应力强度因子和针对试验-数值耦合法计算断裂韧度提供参考。
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关键词
应力强度因子
位移外推法
扩展有限元法
单
材料
均质
模型
双材料界面模型
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职称材料
题名
位移外推法和扩展有限元法计算应力强度因子的比较
被引量：
3
1
作者
张亚洲
钟红
王立强
机构
中国水利水电科学研究院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2024年第5期2045-2051,共7页
基金
国家自然科学基金面上项目(51979292)。
文摘
作为评定裂缝是否扩展的重要参量,应力强度因子的计算精度影响材料性能的评估。通过含预制裂缝的三点弯曲梁、矩形板中心裂缝、矩形板中心斜裂缝和矩形板中心界面裂缝模型4个数值算例,采用位移外推法和扩展有限元法分别计算了裂缝尖端应力强度因子。将计算结果与解析解或其他数值方法参考解进行对比验证了上述两种方法的计算精度。此外,探讨了网格密度对应力强度因子求解精度的影响以及剔除裂尖附近的结果对位移外推法求解应力强度因子的影响。发现位移外推法可以通过对裂尖进行网格局部加密和去除裂尖奇异点来提高精度;扩展有限元法对网格密度要求相对较小,综合计算时间考虑,可以适当增加网格密度。结果可为求解应力强度因子和针对试验-数值耦合法计算断裂韧度提供参考。
关键词
应力强度因子
位移外推法
扩展有限元法
单
材料
均质
模型
双材料界面模型
Keywords
stress intensity factor
displacement extrapolation method
extended finite element method
single-material homogeneous model
two-material interface model
分类号
TV313 [水利工程—水工结构工程]
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1
位移外推法和扩展有限元法计算应力强度因子的比较
张亚洲
钟红
王立强
《科学技术与工程》
北大核心
2024
3
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