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相似文献
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1.
界面裂纹的路径选择与数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
杨庆生  杨卫 《力学学报》1997,29(3):355-358
利用界面断裂能和荷载混合度的概念研究界面裂纹的扩展路径,利用有限元数值方法模拟界面裂纹的扩展过程,再现界面断裂的各种几何构型.研究表明,界面的断裂能和混合度完全控制了裂纹在界面附近的扩展过程.数值预测的裂纹路径与理论结果一致  相似文献   

2.
本文研究了三维空间中共面周期裂纹阵的静态摩力强度因子。首先提出了问题的格林函数,然后求得以裂纹张开位移为未知量的积分方程组。对于矩形的Ⅰ型裂纹,进行了数值计算。在几种情况下与其它解进行了比较,结果是令人满意的。  相似文献   

3.
利用Somigliana公式及有限部积分的概念,导出含两平行平片裂纹三维有限体裂纹干扰问题的超奇异积分方程组,联合使用有限部积分与边界元法,建立了数值求解方法,为提高数值计算结果的精度,在裂纹前疝附近单元,采用平方根位移模型,并在此基础雌出直接计算应力强度因子的公式,最后计算若干典型例子裂纹前沿的应力强度因子。  相似文献   

4.
无限冰介质中爆炸裂纹扩展机理与数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
根据冰体力学性能,提出了无限淡水冰介质在爆炸冲击载荷下的压碎区及裂隙区的理论计算方法.利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了爆炸载荷下无限区域冰体内裂纹扩展过程,模拟结果与实验结果基本一致,表明采用的损伤断裂模型能够较准确的反映无限冰介质动态力学性能及裂纹成形过程.数值模型可近似计算冰体中裂隙区的半径.数值计算值与理论计算值误差不超过5%,数值模拟结果与实验结果吻合,从而确定了无限区域冰体在-15℃时的基本破坏特征及范围.  相似文献   

5.
杨骁  蔡洪浩  戴缘 《力学季刊》2019,40(1):72-84
将梁中横向裂纹等效为无质量扭转弹簧,并忽略其对梁剪切变形的影响,得到的具有任意裂纹数目Timoshenko 梁自振模态的统一显示解析表达式.将裂纹梁的自振模态分为基本模态和裂纹附加模态,利用最小二乘拟合,建立了利用裂纹附加模态函数的梁裂纹损伤识别方法.通过数值模拟开展了简支单裂纹梁以及悬臂和固支双裂纹梁等的裂纹损伤识别,考察了测量误差对损伤识别的影响,数值结果表明本文所提出的裂纹损伤识别方法对裂纹位置的识别精度高于对裂纹损伤程度的识别精度;随着测量误差的增加,裂纹位置及裂纹损伤程度的识别误差增加,但仍在可接受的范围内,故该裂纹损伤识别方法在实际工程中具有一定的应用价值.  相似文献   

6.
本文研究了界面裂纹尖端的动态应力场的奇异特性.引入尖端无摩擦接触的界面裂纹模型并采用具有运动边界的控制积分方程.证明了在动态界面裂纹尖端仅存在平方根奇异的应力场.数值结果表明接触区中的正应力确保持为压应力.为表现界面裂纹的动态特性,给出了应力强度因子和裂纹面接触区尺寸的数值结果.  相似文献   

7.
LZ50车轴钢疲劳短裂纹萌生的数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对LZ50车轴钢的疲劳短裂纹应用数值方法对疲劳短裂纹在LZ50车轴钢中的萌生进行了数值模拟.利用二维Voronoi图随机地生成了该材料的微观结构.根据对疲劳试样所施加的载荷,结合有限元法得到了该微观结构中应力和应变的分布规律.最后利用材料的疲劳S-N曲线和裂纹萌生的概率方法给出了在不同循环周次下LZ50钢中疲劳短裂纹的萌生过程.该数值模拟的结果可用于进一步分析LZ50车轴钢中疲劳短裂纹的扩展和群体演化行为.文中还指出在单向拉压的工况下,短裂纹的萌生方向主要受到与载荷方向相一致的应变影响,最大剪应变方向萌生方向的夹角为45°.  相似文献   

8.
为了研究脆性材料的动态裂纹扩展及止裂规律,设计了一种带圆弧形底边的梯形开口边裂纹(trapezoidal opening crack with arc bottom,TOCAB)构型的试件。在落锤冲击设备加载下,对圆心角为0°、60°、90°和120°的TOCAB试件进行了冲击实验,并采用裂纹扩展计(crack propagation gauge,CPG)监测裂纹起裂和扩展时间,从而获得裂纹扩展速度。采用有限差分软件AUTODYN对落锤冲击设备和试件进行数值模拟,研究了裂纹的动态扩展过程及止裂规律。还基于实验和数值方法,计算了裂纹的临界动态应力强度因子。实验和数值结果均表明:3种弧度的TOCAB试件都可以实现运动裂纹止裂,该构型可用于研究动态裂纹止裂问题;数值计算的裂纹扩展路径与实验结果基本一致,验证了数值模型的有效性;裂纹起裂和止裂时刻的临界动态应力强度因子大于裂纹动态扩展过程中的临界动态应力强度因子。  相似文献   

9.
数值流形法的求解体系建立在两套覆盖(包括数学覆盖和物理覆盖) 和接触环路的基础之上,实现了对连续和非连续问题的统一求解. 在处理裂纹问题时,数学覆盖无需与裂纹重合,方便岩体破坏过程的模拟. 通过在裂纹尖端影响区域内的物理片上增加用于模拟应力奇异性的增强位移函数,发展了扩展的数值流形法. 在此基础上,提出一种多裂纹扩展的控制算法,并给出了裂纹扩展过程中材料体的整体响应. 针对典型的线弹性断裂力学问题, 给出的数值算例表明所建议的方法是正确有效的.  相似文献   

10.
用实验和数值模拟方法,研究在爆炸载荷下岩体内部一对平行裂纹对扩展主裂纹的影响规律。实验中,采用带有中心装药孔及预制裂纹的砂岩圆盘试件,利用由示波器、超动态应变仪及裂纹扩展计所组成的测试系统,监测主裂纹扩展速度和扩展距离;数值模拟中,采用了AUTODYN软件进行,模拟了主裂纹及两平行裂纹的扩展规律,对岩石材料,采用线性状态方程及最大拉应力失效准则,并在两平行裂纹间设置相应的观测点记录应力曲线。通过实验与数值模拟分析,得到:爆炸载荷下,紧随冲击波后的稀疏波经过两平行裂纹面反射后变成压缩波,并在两平行裂纹间产生垂直于主裂纹扩展方向的压应力,对裂纹的扩展有压制、止裂作用;而且,这种压应力的大小与两平行裂纹的间距有关,进而导致了不同的止裂效果,影响裂纹的扩展速度及最终扩展长度。  相似文献   

11.
IntroductionNumerical manifold method is a new numerical method established on the basis of finitecover of manifold[1,2].By using continuous and non-continuous finite cover system,thenumerical manifold method includes the continuous and non-continuous as …  相似文献   

12.
非定常流函数涡量方程的一种数值解法的研究   总被引:16,自引:0,他引:16  
李光正 《力学学报》1999,31(1):10-20
对非定常流函数涡量方程的数值求解方法进行了改进,其中流函数一阶导数即速度项采用四阶精度的Hermitian公式,对流项由一般二阶精度的中心差分提高到四阶精度离散差分,包含温度方程在内的离散方程组采用ADI迭代方法求得定常解.以无内热体及有一内热体的封闭方腔内自然对流为例,进行了不同瑞利数(Ra)条件下的数值研究.结果表明,该方法推导简单,求解精度高且计算稳定,适用于封闭腔内高瑞利数复杂混合对流的数值模拟.  相似文献   

13.
带源参数的二维热传导反问题的无网格方法   总被引:2,自引:1,他引:1  
程荣军  程玉民 《力学学报》2007,39(6):843-847
利用无网格有限点法求解带源参数的二维热传导反问题,推导了相应的离散方程. 与 其它基于网格的方法相比,有限点法采用移动最小二乘法构造形函数,只需要节点信息,不 需要划分网格,用配点法离散控制方程,可以直接施加边界条件,不需要在区域内部求积分. 用有限点法求解二维热传导反问题具有数值实现简单、计算量小、可以任意布置节点等优点. 最后通过算例验证了该方法的有效性.  相似文献   

14.
基于数值流形方法,结合广义节点的概念,构造了一类节点位移用任意阶多项式展开的流形Trefftz直接法。这种方法融合了数值流形方法和Trefftz直接法的优点。计算结果表明,流形Trefftz直接法与Trefftz直接法以及其他计算方法相比有较高的精度。  相似文献   

15.
基于单位分解法的无网格数值流形方法   总被引:20,自引:1,他引:19  
李树忱  程玉民 《力学学报》2004,36(4):496-500
在数值流形方法和单位分解法的基础上,提出了无网格数值流形方法. 无网格数值流形 方法在分析时采用了双重覆盖系统,即数学覆盖和物理覆盖. 数学覆盖提供的节点形成求解 域的有限覆盖和单位分解函数;而物理覆盖描述问题的几何区域及其域内不连续性. 与原有 的数值流形方法相比,无网格数值流形方法的数学覆盖形状更加灵活,可以用一系列节点的 影响域来建立数学覆盖和单位分解函数,具有无网格方法的特性,从而摆脱了传统的数值流 形方法中网格所带来的困难. 与无网格方法相比,由于采用了有限覆盖技术,试函数的构造 不受域内不连续的影响,克服了原有的无网格方法在处理不连续问题时所遇到的困难. 详细推导了无网格数值流形方法的试函数和求解方程,最后给出了算例,验证了该方法的正 确性.  相似文献   

16.
This paper describes the development of numerical method for the solution of condensing steam flow in internal aerodynamics problems. The numerical method is based on the fractional step method, where the resulting set of ODEs is solved by the two‐stage Runge–Kutta method and the homogeneous set of PDEs by a finite volume method. The flow does not contain both phases (gas and liquid) in the whole domain, therefore we discuss properties of used finite volume methods in several cases of single‐phase transonic flow in a channel and a turbine cascade. We present numerical results of two‐phase flow of condensing steam in 2D nozzle achieved by several numerical methods and show the differences in results caused by numerical diffusion. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

17.
A new modified Galerkin/finite element method is proposed for the numerical solution of the fully nonlinear shallow water wave equations. The new numerical method allows the use of low‐order Lagrange finite element spaces, despite the fact that the system contains third order spatial partial derivatives for the depth averaged velocity of the fluid. After studying the efficacy and the conservation properties of the new numerical method, we proceed with the validation of the new numerical model and boundary conditions by comparing the numerical solutions with laboratory experiments and with available theoretical asymptotic results. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

18.
基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法   总被引:7,自引:3,他引:4  
史宝军  袁明武  李君 《力学学报》2003,35(6):697-706
介绍重构核点法的基本原理和近似函数的构造方法,并基于核重构思想,应用配点法和最小二乘原理,离散微分方程,建立求解的代数方程,提出了一种基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法.与一般配点法相比,该方法的系数矩阵是有对称正定的,计算精度高,稳定性好.该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,与Galerkin法相比,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格法.对该方法构造过程中的近似函数及其导数的计算、修正函数的计算及方法的实现等问题进行了探讨.文中结合若干典型算例,检验了该方法的有效性.  相似文献   

19.
In this paper, the shallow water problem is discussed. By treating the incompressible condition as the constraint, a constrained Hamilton variational principle is presented for the shallow water problem. Based on the constrained Hamilton variational principle, a shallow water equation based on displacement and pressure (SWE-DP) is developed. A hybrid numerical method combining the finite element method for spatial discretization and the Zu-class method for time integration is created for the SWEDP. The correctness of the proposed SWE-DP is verified by numerical comparisons with two existing shallow water equations (SWEs). The effectiveness of the hybrid numerical method proposed for the SWE-DP is also verified by numerical experiments. Moreover, the numerical experiments demonstrate that the Zu-class method shows excellent performance with respect to simulating the long time evolution of the shallow water.  相似文献   

20.
孔板穿孔管气流脉动衰减性能及计算方法的研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
本文研究了气流脉动衰减器及噪声控制装置上常用的孔板穿孔管元件的衰减性能.使用一维非定常匀熵修正理论的特征线性,利用梯形积分法和Hartree迭代法给出了数值计算方法.目的是将衰减器性能的研究从依靠大量实验方法改变到依靠理论计算的轨道上来.从理论与实验对此上来看,本文的方法是有效的、可靠的.孔板穿孔管对气流脉动和噪声都有很好的控制和衰减性能.  相似文献   

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