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题名基于各向异性断裂相场模型的自适应多尺度有限元方法
被引量：1
- 1
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作者
魏浩林
吴振
任晓辉
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机构
西北工业大学航空学院
强度与结构完整性全国重点实验室
西安航空学院机械工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2902-2912,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12172295).
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文摘
纤维增强复合材料具有复杂的断裂模式,各向异性断裂相场模型可以自动捕捉裂纹的萌生和演化,适于模拟纤维增强复合材料的断裂失效行为,但其计算成本较高.为了提高相场模型的计算效率,基于自适应网格算法和扩展的多尺度有限元方法,文章提出了一种针对各向异性断裂相场模型的自适应多尺度有限元方法.自适应网格算法会根据每一步迭代结束后网格节点上的相场变量及其增量确定裂纹路径,并自动细化裂纹路径附近的网格.断裂相场模型通过交错迭代算法进行求解,在更新位移场时,被细化的网格使用传统的有限元方法,未细化的网格使用考虑了振荡边界条件的扩展的多尺度有限元方法.更新相场时,均使用传统的有限元单元.在粗细两种单元的界面上,利用多尺度有限元方法的数值基函数对界面上的节点进行约束.利用建立的模型分别对在拉伸载荷下不同铺层角以及变刚度的纤维增强复合材料单层板的断裂行为进行分析.数值结果表明:本文提出的模型能够准确地捕捉裂纹路径,并且得到的数值结果与现有文献和试验结果吻合良好,与传统有限元相场模型相比,在保证计算精度的同时,能够显著减少计算时间.
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关键词
相场模型
扩展的多尺度有限元法
自适应
各向异性
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Keywords
phase field model
extended multiscale finite element method
adaptive
anisotropic
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分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名非均质结构非平稳随机响应的快速算法
被引量：2
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作者
陈玉震
张盛
陈飙松
张洪武
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机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室运载工程与力学学部工程力学系
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第19期24-30,共7页
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基金
国家自然科学基金(11232003
91315302)
+2 种基金
国家基础性发展规划项目(2010CB832704)
国家高技术研究发展计划(2012AA050901)资助
教育部博士点基金(20130041110050)
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文摘
将扩展多尺度有限元法应用于非平稳随机振动时域显式法中,实现了对非均质结构非平稳随机响应的快速精确计算。首先,论文阐述了扩展多尺度有限元法基本原理。其次,探讨了时域显式法在非平稳随机响应分析中的优势。时域显式法基于动力响应显式表达式直接在时域进行随机振动分析,较传统反应谱法,具有良好的计算精度和计算效率。最后,根据两算法的特性和优势提出统一的多尺度算法框架,使其适用于非均质结构非平稳随机响应分析的快速求解。数值算例验证了该算法的高效性和精确性。
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关键词
非均质结构
非平稳随机振动
扩展多尺度有限元法
基函数
时域显式法
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Keywords
heterogeneous material structures
non-stationary random response
extended multiscale finite element method（EMs FEM）
base function
time-domain explicit method（TDEM）
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分类号
TB122
[理学—工程力学]
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