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含垂直穿透裂纹板拉伸断裂的有限元模拟
  • ISSN号:0253-2778
  • 期刊名称:中国科学技术大学学报
  • 时间:0
  • 页码:283-287
  • 分类:O347.4[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学近代力学系,安徽合肥230027
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金(10902110)资助
  • 相关项目:水下爆炸前期流场和潜水结构动态响应的三维数值研究
中文摘要:

对含垂直穿透裂纹板受拉伸载荷作用的断裂过程进行了数值模拟.选用增量型弹塑性本构关系,采用有限元方法求解虚功原理方程.首先对弹塑性杆的动态响应进行了数值计算.参照LS_DYNA中处理断裂问题的单元失效方法,对受拉伸载荷作用的垂直穿透裂纹板断裂过程进行了计算.结果表明:一维杆的弹性波和塑性波的计算结果和解析解相符,说明了该方法和计算程序计算结构动态响应的可靠性.受冲击拉伸载荷作用,应力波在板中传播并在裂纹表面反射后出现畸变,裂纹尖点出现应力集中,裂纹沿初始方向扩展,当裂纹扩展长度为初始长度2倍时,裂纹在板边界处出现分叉,裂纹扩展过程和理论分析结果相符.

英文摘要:

Three-dimensional computation was carried out on the evolution of a crack embedded in an elastic-plastic metal plate.An increased type constitutive relation was adopted to describe elastic-plastic material,and the governing equation in Lagrangian form was solved with the finite element method(FEM).The computed elastic and plastic waves propagating in the bar are in good agreement with analytical solutions,validating the methods and codes.Employing criteria used in LS-DYNA software to tell the failure element,propagation of a vertical crack embedded in a plate was computed,too.Von Mises stress contours at different time demonstrated the crack evolution.Under the shock loading,stress waves were formed and propagated inwards from the plate edge.The stress waves reflected on the crack surface and deformed.The stress concentrated on the sharp corners of the crack and caused the crack to expand further.As far as the crack length was twice its initial length,the crack started to bifurcate till it arrived at the plate edge.The crack evolution is in good agreement with theoretical estimation.

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期刊信息
  • 《中国科学技术大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学技术大学
  • 主编:何多慧
  • 地址:安徽省合肥市金寨路96号
  • 邮编:230026
  • 邮箱:JUST@USTC.EDU.CN
  • 电话:0551-63601961 63607694
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2778
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1054/N
  • 邮发代号:26-31
  • 获奖情况:
  • 1999年,全国优秀高等学校自然科学学报及教育部优...,2001年,安徽省1999-2001年度优秀科技期刊一等奖,2002年,第三届华东地区优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8237