点击次数：

论文类型：会议论文

发表时间：2015-08-07

页面范围：27-27

关键字：断裂过程区;内聚力模型;解析奇异单元;裂纹扩展

摘要：　　当裂纹尖端存在尺寸较大的断裂过程区时，其断裂过程区内的非线性行为的影响必须考虑，此时线弹性断裂力学不再适用。在许多考虑断裂过程区的模型中，内聚力模型是最简单也是应用最广泛的一种，但应用常规有限元对内聚力模型进行数值分析时仍然存在着一些局限性，比如无法准确的给出断裂过程区的长度、有限元网格需要局部加密等。为了克服这些缺点，本文提出了一种解析奇异单元，并用于内聚力模型的数值求解。首先，将断裂过程区内的内聚力转化为作用在虚拟界面上的面力，并通过拉格朗日插值给出具有任意高阶逼近的多项式表示的面力，而多项式形式表达的面力所对应的特解可以利用辛体系被解析的给出。然后，利用辛本征展开解和特解，构造出可用于虚拟裂纹分析的解析奇异单元，从而可通过简单的迭代给出相关问题的数值解，并给出高精度的裂纹尖端张开位移、断裂过程区长度等参数。最后，给出一个数值算例以验证本文方法的有效性。