基于水平集算法的扩展比例边界有限元法研究

• 作者: 李建波 林皋 陈白斌
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 数学
• 关键词: 扩展比例边界有限元法 线弹性断裂力学 裂纹扩展 应力强度因子 水平集法
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 所属期刊栏目: 基本方法
• 页码范围: 8-14
• 页数: 7页
• 分类号: O342|O241.82
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.01.0003

摘要

扩展比例边界有限元法在裂纹贯穿单元采用Heaviside阶跃函数描述裂纹面两侧的不连续位移,在裂尖则采用半解析的比例边界有限元描述奇异应力场.该方法具有无需预先知道裂尖渐进场的形式,无需采用特殊的数值积分技术直接生成裂尖刚度阵,对多种应力奇异类型可根据定义直接求解广义应力强度因子的特点.该文将扩展比例边界有限元法与水平集方法相结合,进一步发展了扩展比例边界有限元法,并将其应用于解决裂纹扩展的问题.在数值算例中,通过编写完整的MATLAB分析计算程序,求解了单边缺口的三点弯曲梁和四点剪切梁的裂纹扩展问题,计算结果显示扩展比例边界有限元法能有效地预测裂纹轨迹和荷载-位移曲线.通过参数敏感性分析,还可得出该方法具有较低的网格依赖性,且对裂纹扩展步长不敏感.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李建波		91	709	16.0	24.0
2	林皋		320	5312	38.0	55.0
3	陈白斌		3	7	1.0	2.0