基于XFEM与自适应网格的非均质材料裂纹扩展模拟

论文摘要

针对含有间断的非均匀材料的断裂问题,论文将虚节点多边形单元（virtual node polygonal element,VP）的形函数引入到扩展有限元（extended finite element method,XFEM）中,提出了一种基于四叉树结构的动态网格细化方法,该方法可对间断面附近单元实现可调控的多层级细化,特别是对于裂纹扩展问题,可实现裂尖附近单元的动态网格细化与粗化.基于以上网格细化方法,论文将之前论文中提出的VP-XFEM进行扩展,以研究非均质材料中的裂纹扩展问题.为验证算法的准确性与计算效率,针对含有孔洞及材料界面的断裂问题,论文给出了相应的算例.结果显示,与传统的XFEM相比,该方法能够获得更好的精度、收敛性以及计算效率.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 滕子浩,廖敦明,吴圣川,章志兵,陈涛

关键词: 非均匀材料,裂纹扩展,自适应网格细化,多边形单元,扩展有限元

来源: 固体力学学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,西南交通大学牵引动力国家重点实验室

基金: 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0229),国家自然科学基金面上项目(11572267)资助

分类号: O346.1

DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2019.011

页码: 238-247

总页数: 10

文件大小: 663K

下载量: 282

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