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基于扩展有限元法的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展研究 被引量：7
1
作者 刘金祥 张华阳 李军 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期881-885,共5页
基于扩展有限元法(XFEM)研究了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展问题.对于裂纹面间的力学行为,用内聚力模型(CZM)进行了描述.推导了引入内聚力模型后扩展有限元法的单元刚度矩阵,研究了加载方向对紧凑拉剪试件复合型裂纹扩展的影响.研究结果表明:加... 基于扩展有限元法(XFEM)研究了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展问题.对于裂纹面间的力学行为,用内聚力模型(CZM)进行了描述.推导了引入内聚力模型后扩展有限元法的单元刚度矩阵,研究了加载方向对紧凑拉剪试件复合型裂纹扩展的影响.研究结果表明:加载方向对裂纹起裂角影响较大,试件的最大承载力随着加载角度的增大近似线性增加;同时,在不同加载角度下数值模拟得到的裂纹起裂角和力-开口位移曲线与实验结果相吻合. 展开更多
关键词 紧凑拉剪试件 复合型裂纹 裂纹扩展 扩展有限元法 内聚力模型
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CTS试样Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性数值计算研究 被引量：2
2
作者 黄如旭 万正权 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期614-625,共12页
采用CTS试样研究Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用.文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切(CTS)试样在Ⅰ/Ⅱ平面混合型加载下的裂纹扩展行为.采用ANSYS建立CTS试样Ⅰ/Ⅱ... 采用CTS试样研究Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用.文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切(CTS)试样在Ⅰ/Ⅱ平面混合型加载下的裂纹扩展行为.采用ANSYS建立CTS试样Ⅰ/Ⅱ混合型测试系统有限元模型,为模拟真实受力状态,在CTS试样-销-扇型夹具以及扇型夹具-销-U型夹具之间分别建立接触对进行接触力学分析.通过与解析公式结果进行对比验证了该数值方法的可靠性.采用最大环向应力准则(MTS),模拟了CTS试样不同加载角度下的裂纹扩展路径,获得了裂纹扩展路径中应力强度因子随裂纹长度的变化曲线,解释了裂纹扩展路径不与外载荷方向垂直的原因.结合文中计算结果,在CTS试样Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹扩展速率实验测得裂纹长度与寿命的关系曲线a-N的基础上,便可得到材料Ⅰ/Ⅱ型混合型裂纹扩展速率曲线. 展开更多
关键词 断裂 Ⅰ/Ⅱ混合型 紧凑拉伸剪切试样 裂纹扩展路径 应力强度因子
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CTS试样偏折裂纹应力强度因子研究（英文） 被引量：1
3
作者 黄如旭 万正权 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1527-1539,共13页
采用CTS试样研究Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用。文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切(CTS)试样在Ⅰ/Ⅱ平面混合型加载下的裂纹扩展行为。采用ANSYS建立CTS试样Ⅰ/... 采用CTS试样研究Ⅰ/Ⅱ混合型断裂特性计算裂纹前缘应力强度因子时可采用解析公式,一旦裂纹发生扩展,解析公式便不再适用。文中采用有限元法研究紧凑拉伸剪切(CTS)试样在Ⅰ/Ⅱ平面混合型加载下的裂纹扩展行为。采用ANSYS建立CTS试样Ⅰ/Ⅱ混合型测试系统有限元模型,为模拟真实受力状态,在CTS试样—销—扇型夹具以及扇型夹具—销—U型夹具之间分别建立接触对进行接触力学分析。通过与解析公式结果进行对比验证了该数值方法的可靠性,采用最大环向应力准则(MTS),模拟了CTS试样不同加载角度下的裂纹扩展路径,获得了裂纹扩展路径中应力强度因子随裂纹长度的变化曲线,解释了裂纹扩展路径不与外载荷方向垂直的原因,并给出了CTS试样偏折裂纹应力强度因子解析公式。 展开更多
关键词 断裂 Ⅰ/Ⅱ混合型 紧凑拉伸剪切试样 裂纹扩展路径 应力强度因子
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MCTS试件的三维有限元计算断裂分析 被引量：2
4
作者 李庆芬 齐桂营 +1 位作者 朱莉 何水清 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1157-1162,共6页
为了探讨三维复合型断裂问题,采用ANSYS软件对一种带有倾斜裂纹面的修正紧凑拉剪(MCTS)试件进行了三维断裂有限元分析,并应用修正的虚拟裂纹闭合积分方法(MVCCI),对三维裂纹试件的应力强度因子进行了计算.研究结果表明:该MCTS试件在I型I... 为了探讨三维复合型断裂问题,采用ANSYS软件对一种带有倾斜裂纹面的修正紧凑拉剪(MCTS)试件进行了三维断裂有限元分析,并应用修正的虚拟裂纹闭合积分方法(MVCCI),对三维裂纹试件的应力强度因子进行了计算.研究结果表明:该MCTS试件在I型I、I型及I+II复合型(加载角为45°)加载条件下均产生了Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ复合型断裂,实验结果与有限元分析的结果吻合. 展开更多
关键词 三维复合型裂纹 有限元分析 应力强度因子 修正紧凑拉剪试件
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静态渐近解在动态断裂问题中的适用性分析 被引量：1
5
作者 谌赫 邹广平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期824-831,共8页
应变片法等动态应力强度因子的测试方法多数基于应变场的静态渐近解,而渐近解在动态断裂问题中的应用存在局限性。本文对Hopkinson拉杆加载改进的紧凑拉伸剪切试样进行数值模拟,分析裂尖应变场数值解与渐近解的差异,指出应变片法求解动... 应变片法等动态应力强度因子的测试方法多数基于应变场的静态渐近解,而渐近解在动态断裂问题中的应用存在局限性。本文对Hopkinson拉杆加载改进的紧凑拉伸剪切试样进行数值模拟,分析裂尖应变场数值解与渐近解的差异,指出应变片法求解动态应力强度因子的合适位置。结果表明:应变分量的数值解只在特定区域内与渐近解较好地符合,而在其他区域二者差异较大。在此区域内,基于渐近解求解动态应力强度因子所带来的误差与应变分量的误差在同一量级。对于不同的载荷工况,渐近解的适用区域不同,因此不能盲目地应用静态渐近解求解动态断裂问题,需要针对具体问题具体分析。 展开更多
关键词 动态断裂 静态渐近解 动态应力强度因子 应变片法 数值模拟 渐近解 紧凑拉伸剪切试样
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应变片位置对动态应力强度因子求解的影响
6
作者 邹广平 谌赫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1772-1778,共7页
为了研究应变片法在求解动态应力强度因子过程中随机误差的影响,提高求解精度,本文采用ABAQUS软件对Hopkinson拉杆加载改进的紧凑拉伸(MCTS)试样进行了数值模拟。通过对比应力强度因子渐近解与数值解之间的差异,探讨了应变片粘贴位置对... 为了研究应变片法在求解动态应力强度因子过程中随机误差的影响,提高求解精度,本文采用ABAQUS软件对Hopkinson拉杆加载改进的紧凑拉伸(MCTS)试样进行了数值模拟。通过对比应力强度因子渐近解与数值解之间的差异,探讨了应变片粘贴位置对动态应力强度因子求解精度的影响。结果表明,系数矩阵条件数取决于应变片位置。对于某些特定位置系数矩阵条件数可能超过500,此时应变片信号的微小随机误差会引起解的极大变化;而大部分位置系数矩阵条件数小于2,随机误差的影响不显著。此外,渐近解并非完全符合应力波加载下裂尖应变场的分布,在特定方向上2者存在30%左右的相对误差。本文的结论可以为应变片法测试材料动态断裂韧性提供依据与参考。 展开更多
关键词 应变片法 动态应力强度因子 系数矩阵条件数 改进的紧凑拉伸试样 Hopkinson拉杆 渐近解 误差分析 数值仿真
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