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高阶扩展数值流形法在裂纹扩展中的应用
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2014.7.15
  • 页码:1375-1387
  • 分类:O241[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430117, [2]多伦多大学土木工程系,加拿大多伦多M5S1A4
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11172313);国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013505)
  • 相关项目:数值流形方法中的几个瓶颈问题
中文摘要:

为正确预测工程材料体中裂纹扩展趋势,提出改进的数值流形法。该方法在每个物理片上采用位移函数的一阶泰勒展开形式,使得物理片上的自由度均具有明确的物理意义;且在裂纹尖端附近的物理片上增加扩充位移函数,用于模拟裂纹尖端的应力奇异性,可更为准确地预测裂纹扩展方向。同时,也提出裂纹扩展过程中适用于大小变形的物理覆盖系统的更新算法。针对典型的线弹性断裂问题,给出用该方法求解的数值算例。结果表明,预测的裂纹扩展路径与已有研究结果一致,从而证实方法的有效性及正确性。

英文摘要:

A modified numerical manifold method is proposed to predict crack growth of engineering materials. The first-order Taylor expansion of the displacement functions is adopted on physical patches, endowing the degrees of freedom of the physical patches with physical meanings. Enriched displacement functions used to capture stress singularity are adopted for the physical patches around the crack tip, which predicted more accurately the direction of crack propagation. Meanwhile a new algorithm for updating the physical cover system is proposed, which was more convenient and suitable for both small and large deformation problems. Numerical examples for typical linear elastic fracturing problems were presented. The results show that the predicted propagation paths are in accordance with the results obtained by others. The effectiveness and correctness of the method are thus confirmed.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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:75823