模拟三维裂纹问题的扩展有限元法
- 出版年：2010
- 作者：余天堂
- 单位1：河海大学力学与材料学院工程力学系
- 出生年：1971
- 学历：博士
- 职称：教授
- 语种：中文
- 作者关键词：扩展有限单元法；三维裂纹；接触条件；线性互补法；位移外推法；应力强度因子
- 起始页：3280
- 总页数：7
- 经费资助：国家自然科学基金项目（No.50609004，50539030）；973计划（No.2007CB714104）。
- 刊名：岩土力学
- 是否内版：否
- 刊频：月刊
- 创刊时间：1979
- 主管单位：中国科学院
- 主办单位：中国科学院武汉岩土力学研究所
- 主编：白世伟
- 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
- 电子信箱：ytlx@whrsm.ac.cn
- 卷：31
- 期：10
- 期刊索取号：P478.06 357
- 数据库收录：全国中文核心期刊；EI收录期刊；中国科学院引文数据库来源期刊；中国学术期刊综合评价数据库来源期刊；剑桥科学文摘(CSA)检索；湖北省第六届优秀期刊
- 核心期刊：全国中文核心期刊
摘要
扩展有限元法是一种在常规有限元框架内求解强和弱不连续问题的新型数值方法，其计算网格与不连续面相互独立，因此模拟移动不连续面时无需对网格进行重新剖分。给出了模拟三维裂纹问题的扩展有限元法。在常规有限元位移模式中，基于单位分解的思想加进一个阶跃函数和二维渐近裂尖位移场，反映裂纹处位移的不连续性。用两个水平集函数表示裂纹。采用线性互补法求解裂纹面非线性接触条件，不需要迭代，提高了计算效率。采用两点位移外推法计算裂纹前缘应力强度因子。给出了3个三维弹性静力问题算例，其结果显示了所提方法能获得高精度的应力强度因子，并能有效地处理裂纹面间的接触问题，同时表明扩展有限元结合线性互补法求解不连续问题具有较好的前景。