基于XFEM模拟的核级石墨断裂行为研究

• 作者: 余子昊 陈红鸟 唐宇翔 余啟春 王德强
• 来源期刊: 应用力学学报
• 关键词: 核级石墨 扩展有限元 断裂过程区 缝高比
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 1036-1043
• 页数: 8页
• 分类号: TU528
• 语种: 中文
• DOI: 10.11776/cjam.38.03.D014

摘要

为研究核级石墨的断裂性能,对单边切口的石墨梁进行三点弯曲试验,并采用扩展有限元(XFEM)对其断裂行为进行数值模拟.通过将数值模拟结果与试验得到的荷载-位移曲线进行对比,验证了数值模拟的可靠性.研究结果表明,加载过程中断裂过程区(FPZ)完全发展时,其长度lFPZ最大,约为14.16mm,约为石墨梁韧带高度的68％;分析了缝高比a0/D在起裂和失稳时石墨的断裂参数的变化,结果表明:随着a0/D的增大,起裂荷载Pini和峰值荷载Pc随着a0/D的增加而减小,Pini/Pc的比值保持稳定在0.8左右;双K断裂参数IinicK和IucnK基本保持不变;FPZ的长度lFPZ在完全发展之前呈线性增加,之后长度逐渐减小.