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题名面向近场有限元法的非结构网格划分及其断裂损伤分析
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作者
张宪成
池宝涛
于先泽
郭前建
袁伟
张耀明
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机构
山东理工大学机械工程学院
泰华智慧产业集团股份有限公司博士后工作站
中核集团与山东理工大学核工程智能装备联合实验室
山东理工大学数学与统计学院
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出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第S1期467-476,490,共11页
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基金
国家自然科学基金(No.12202251,No.12172201)
山东省自然科学基金(No.ZR2024QE073,No.ZR2022ME122)
+2 种基金
山东省科技型中小型企业创新能力提升工程(No.2024TSGC0858)
山东省青创团队项目(No.2024KJH026)
泰山产业领军人才工程
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文摘
工程材料的失效直接影响装备及其构件的可靠性和安全性,且很难采用传统测量方法对其断裂行为进行准确预测。近场动力学作为一种新兴的积分型非局部连续介质力学理论,在模拟材料断裂失效问题上具有良好效果,但该方法不依赖于预生成的网格构造控制方程,在求解大规模问题时存在计算效率较低等挑战。为此,基于键型近场有限元法引入改进栅格法。针对含有任意裂纹的复杂实体模型,提出了基于改进栅格法的非结构网格划分方法,构建了以正交四边形为主的高质量网格自动划分。采用边界拟合算法实现了高质量实体边界拟合,解决了传统由外向内栅格法的实体边界拟合难题。另外,近场有限元法将键型近场动力学与非结构网格划分相结合,充分发挥近场动力学在表示材料非局部作用效应与非连续变形特征的天然优势,同时保持传统有限元法的节点快速遍历等特点。通过将近场有限元法与改进栅格法相结合,验证了该方法在对有限宽度板、L型板、双缺口板和中心缺口圆盘进行断裂损伤分析的有效性和可靠性。
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关键词
近场有限元法
断裂损伤
改进栅格法
非结构网格划分
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Keywords
peridynamics-based finite element method(PeriFEM)
fracture damage
improved grid-based method
unstructured mesh generation
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分类号
O343
[理学—固体力学]
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