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| 基于多层模拟方法的双层梁断裂有限元分析 | |
| 作者姓名： | 刘庆辉 方敏 乔丕忠 |
| 作者单位： | 1. 河海大学力学与材料学院;2. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 |
| 基金项目： | 国家自然科学基金(51809164);;中央高校基本科研业务费(B200201010); |
| 摘 要： | 本文提出一种用于含分层的双层梁线弹性断裂分析的有限元方法．将上下子梁均模拟为多个子层,采用只有平动位移自由度的新型梁单元,假设单元内的位移沿纵向和横向均线性变化,推导了该单元的单元刚度矩阵．将开裂部分和未开裂部分的子梁进行单元刚度矩阵组装,施加相应的等效结点力,得到整体平衡方程,并结合边界条件进行求解．为验证该方法的有效性和精度,开展非对称双悬臂梁(Asymmetric Double Cantilever Beam, ADCB)和单臂弯曲梁(Single Leg Bending, SLB)试样的断裂分析,利用虚拟裂纹闭合技术(Virtual Crack Closure Technique, VCCT)得到了试样的能量释放率及其分量,并将求得的结果与解析解和二维有限元解进行对比．计算结果表明,相对于传统双层模拟方法,该多层模拟方法能够精确、高效地计算各类梁试样的能量释放率及其分量,并且无需引入界面连续条件． |
| 关 键 词： | 双层梁 界面断裂 Timoshenko梁 多层模拟方法 有限单元法 |
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