基于扩展有限元的应力强度因子计算精度研究

论文摘要

应力强度因子(Stress intensity factor,SIF)是判断已有裂缝是否扩展的物理量,其计算精度对地裂缝扩展模拟具有重要影响.基于扩展有限元的互作用积分法是一种常用的计算开裂问题应力强度因子的方法,其数值积分中的权函数通常为平台型或金字塔型,但目前对权函数的选取以及权函数对应力强度因子计算的影响研究得很少.针对不同形式的权函数提出了统一的计算公式,并引入权函数因子来进一步控制权函数的具体形式;提出了非平台型的权函数的修正方法,以提高应力强度因子的计算精度;讨论了权函数因子以及积分区域因子对应力强度因子计算精度的影响,并通过算例进行了计算.结果表明,当积分区域因子为3～5,采用修正的权函数且权函数因子取1～3时,应力强度因子的计算精度最高.

论文目录

• 1 应力强度因子计算
•   1.1 扩展有限元基本公式
•   1.2 应力强度因子计算
• 2 应力强度因子计算精度的讨论
•   2.1 非平台型q函数修正
•   2.2 权函数因子的影响
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王哲成,张云,于军,龚绪龙

关键词: 扩展有限元,互作用积分,应力强度因子,权函数,权函数因子,积分区域因子

来源: 南京大学学报(自然科学) 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 南京大学地球科学与工程学院,江苏省地质调查研究院

基金: 国家自然科学基金(41572250),国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室开放课题

分类号: O346.1

DOI: 10.13232/j.cnki.jnju.2019.03.003

页码: 361-369

总页数: 9

文件大小: 1870K

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