采用擴(kuò)展有限元法（XFEM）研究改進(jìn)CT試樣中孔洞與初始裂紋尖端的夾角（θ）、距離（L）以及孔洞半徑（R）對裂紋擴(kuò)展路徑偏轉(zhuǎn)程度的影響,為了定量表示影響程度,提出撓度影響系數(shù)的概念。結(jié)果表明:當(dāng)θ=45°時(shí),撓度影響系數(shù)達(dá)到最大;撓度影響系數(shù)隨著R的增大而增大,隨著L的增大而減小;在R和L共同影響下,L為主導(dǎo)影響因素。此外引入載荷復(fù)合比M_e來評估裂紋擴(kuò)展特性,建立撓度影響系數(shù)與載荷復(fù)合比之間的聯(lián)系。 

【文章來源】：南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2020,42(03)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

水平集函數(shù)表示的不連續(xù)區(qū)域

式中:ui為有限元解的連續(xù)部分相關(guān)節(jié)點(diǎn)位移矢量;ai、bi、ci為富集單元節(jié)點(diǎn)自由度;nc為被裂紋完全分割的富集單元節(jié)點(diǎn);nt為裂紋尖端富集單元節(jié)點(diǎn);nh為孔洞周圍的富集單元節(jié)點(diǎn);Ni(x)為常規(guī)有限元的形函數(shù)形式;H(x)和F(x)分別為裂紋和孔洞的階躍函數(shù)形式。Φα是裂紋尖端的漸進(jìn)函數(shù),對于被裂紋分割的單元給出了漸近位移函數(shù):

圖3為裂紋尖端逆時(shí)針積分回路,Г是圍繞裂紋尖端的任意輪廓,W是應(yīng)變能密度,T是由外法線定義的牽引向量,n是法向單位矢量,u是位移向量。Abaqus從6.10版本開始提供了一種基于Shih等[16]提出的虛擬裂紋擴(kuò)展和區(qū)域積分法的J積分評估程序。如圖4所示,裂紋尖端采用6節(jié)點(diǎn)CPS6三角形網(wǎng)格和8節(jié)點(diǎn)CPS8四邊形網(wǎng)格,根據(jù)裂紋尖端周圍網(wǎng)格單元形成閉合回路來定義積分區(qū)域。對于復(fù)合型裂紋,使用相互積分的方法求解應(yīng)力強(qiáng)度因子,從J積分中提取SIFs的實(shí)質(zhì)在于確定G與SIFs的關(guān)系,即:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于擴(kuò)展有限元模型的動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算[J]. 汪必升,李毅波,廖雅詩,李劍.  中國機(jī)械工程. 2019(11)
[2]孔洞對平面裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子影響分析的廣義參數(shù)Williams單元[J]. 徐華,李曉敏,潘瑋,楊綠峰.  力學(xué)季刊. 2018(03)
[3]裂紋問題的一致性高階無網(wǎng)格法[J]. 高欣,段慶林,李書卉,陳飆松.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]復(fù)合型裂紋的擴(kuò)展路徑模擬及疲勞壽命預(yù)測[J]. 王建明,劉偉,呂鶴婷.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[5]孔洞對2519A鋁合金焊接接頭裂紋擴(kuò)展的影響[J]. 劉滔文,胡忠舉,彭成章,彭威.  熱加工工藝. 2014(01)

博士論文
[1]16MnR鋼疲勞裂紋擴(kuò)展形貌和擴(kuò)展路徑的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 涂文鋒.浙江工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3324227