内聚力和虚拟裂纹闭合法在裂纹扩展数值模拟中的应用研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:shenyang0623
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
工程实际中,裂纹扩展往往会造成灾难性的后果,因此对裂纹扩展的研究具有重大的价值和意义。伴随计算机的快速发展,数值模拟技术被应用到了裂纹扩展的研究领域,因其成本低廉、计算效率高、能处理复杂问题等诸多优点而备受青睐。本文利用内聚力模型和虚拟裂纹闭合法对胶接结构和双悬臂梁结构的裂纹扩展进行了数值模拟研究,主要的研究内容及研究成果如下:(1)研究分析了有限厚度内聚力模型的创建方法并阐述了各自的优缺点。利用有限厚度的内聚力模型方法模拟了胶接结构在Ⅰ型加载条件下的裂纹扩展过程和剥离力,得到裂纹扩展的应力云图、载荷位移响应曲线和剥离力的数值解。研究了损伤演化行为、断裂强度以及断裂能对载荷位移响应曲线的影响,结果表明:损伤演化行为对载荷位移响应曲线几乎没有影响;断裂强度只影响载荷位移响应曲线上升段的斜率和载荷峰值;断裂能值只影响载荷位移响应曲线的下降段。研究了线性和指数型损伤演化行为的内聚力模型模拟剥离力时的准确性,通过与实验值的对比,得到二者均可以较好地预测剥离力且指数型损伤演化行为内聚力模型的预测精度更高。研究了被粘结件网格尺寸对剥离力数值解的影响,结果表明:网格尺寸对剥离力的数值解影响显著,网格尺寸与中间粘结层区域尺寸越接近,数值解越逼近于实验值。(2)研究了虚拟裂纹闭合法模拟裂纹扩展时,初始条件的指定、裂纹扩展能力的激活以及断裂准则的创建在ABAQUS中的实现方法。利用虚拟裂纹闭合法模拟了双悬臂梁在Ⅰ型加载条件下的裂纹扩展过程和脱粘起始值,得到裂纹扩展的应力云图、载荷位移响应曲线和脱粘起始值的数值解。研究了最大允许步长、应变能释放率的缩减容差以及载荷大小对双悬臂梁脱粘起始值的影响,结果表明:应变能释放率的缩减容差对脱粘起始值没有影响;最大允许步长、载荷大小对脱粘起始的影响较小,脱粘起始值的数值解与实验值的误差均在3%以内。(3)针对胶接结构和双悬臂梁结构,分别用虚拟裂纹闭合法和内聚力模型方法建立了各自的有限元模型,得到了剥离力和脱粘起始值的数值解。通过与实验值的对比,得出结论:模拟胶接结构的裂纹扩展时,应优先选用内聚力模型方法;模拟双悬臂梁结构的裂纹扩展时,应优先选用虚拟裂纹闭合法。
其他文献
十八届三中全会的《决定》要求"健全社区矫正制度",这体现了决策层对社区矫正制度的充分重视,也体现了决策层在充分考虑社会发展现状的基础上对社区矫正制度发展提出的新要求
目的:观察丁丙诺啡联合股神经阻滞,用于首次单侧全膝关节置换术后患者的镇痛效果及术后近期对功能锻炼的影响。方法:选择我科2016年6月至2017年6月全膝关节置换术行股神经阻
入世后,中国的各行各业都面临着国外资金和企业的竞争,中国的足球杂志行业也不例外。与国外足球杂志的运作与经营相比,中国足球杂志的品牌营销比较落后,本文通过对中国足球杂
马克思的劳动价值论是科学的劳动价值论,我们必须坚持而不能违背其基本原理。马克思的劳动价值论也有局限性,但这种理论上的局限性是历史时代的局限性。实事求是和与时俱进是
本文论述了冀中地区碳酸盐岩的三种储集类型,即溶洞裂缝型、似孔隙型、缝洞孔复合型,它们各自具有不同的特点。溶洞裂缝型具有低孔隙高渗透的特点,开发动态特征是:小生产压差
<正>土地是社会经济发展的基础和命脉。我国城镇化的快速推进,对建设用地产生了大量的需求,在18亿亩耕地红线的硬性约束下,原来单纯依赖新增建设用地进行城市发展扩张的模式
<正>自从2001年,我国实行新课程改革以来,我国的基础教育也由应试教育向素质教育转轨,如何将初中英语教育推向素质教育的轨道,改变传统的英语教学模式,以适应新的课改要求。
<正>压疮是皮肤或皮下组织由于压力、剪切力或摩擦力而导致的皮肤、肌肉和皮下组织的局限性损伤。压力、剪力或摩擦力的联合作用是形成压疮的主要原因,即所谓的"三力合说",主
以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂,采用水一油二相乳液聚合方法对苯胺进行合成,制备出高溶解性和高电导率的PAn,通过x-射线、电镜分析和热重分析对产物的结构和性能进行了研究。结果
生育是人类繁衍的重要行为。在很多国家与地区,很长一段时间内生育被认为是人类的一项义务,尤其视其为女性的义务。生育权的提出有一段曲折的历程,在这一历程中,主要有两个要