冲击载荷作用下基于VCCT技术三维裂纹动态应力强度因子的计算方法

来源 :中国计算力学大会2012 | 被引量 : 0次 | 上传用户:WW630228937
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  对于含有缺陷的材料而言,可靠的应力强度因子对于结构的断裂设计和安全评估十分重要。含裂纹材料在冲击载荷下的力学行为不同于静态载荷作用下的行为,由于动态断裂问题的复杂性,即使像三点弯曲试样,尚不能获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。本文基于Ansys有限元软件建立了三种典型的三维裂纹模型,对冲击载荷作用下裂纹体的动态响应进行了有限元数值计算,基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT)求出了动态应力强度因子,将计算结果与物质点方法(MPM)的计算结果进行了比较,结果表明:冲击载荷作用下,动态应力强度因子时程曲线与MPM方法所获得的结果相当吻合。进一步地,在计算模型中引入材料阻尼,获得了I,II 和III 型动态应力强度因子的稳定值,这一稳定值与静态理论解吻合较好。在冲击载荷作用下,VCCT技术为计算复杂三维裂纹动态应力强度因子提供了一种有效和精确的方法。
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