基于扩展有限元模型的动态应力强度因子计算_汪必升.pdf

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基于扩展有限元模型的动态应力强度因子计算


节选段落一:
第30卷 第11期 中 国 机 械 工 程 Vol.30 No.11
2019年6月 CHINA MECHANICAL ENGINEERING  pp.1294-1301
基于扩展有限元模型的动态应力强度因子计算
汪必升1 李毅波1,2 廖雅诗3 李 剑1
1.中南大学机电工程学院,长沙,410083
2.中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙,410083
3.中南大学轻合金研究院,长沙,410083
摘要:为准确计算基于扩展有限元法(XFEM)的裂纹扩展模型中的应力强度因子,在ABAQUS软
件中建立中心裂纹平板和三点弯曲的XFEM模型,采用相互作用积分法,通过用户子程序接口分别实
现了


节选段落二:
图1  加强节点分布
Fig.1 Enriched nodes distribution
对于含有两种或两种以上节点的混合单元,
在式(1)位移模式下得到的节点处计算值不等于
真实节点位移,需通过平移加强函数来纠正,相应
的位移插值矢量函数可表示为
μ(x)=∑
i∈Ns
N(x)μi+ ∑
j∈Ncut
N(x)(H(x)-
H(xj))aj+ ∑
k∈Ntip
N(x)∑

α=1
(φα(x)-φα(xk))bαk (3)
·5921·
基于扩展有限元法模型的动态应力强度因子计算———汪必升 李毅波 廖雅诗等
ChaoXing
2  基于相互作用积分法的应力强度因子
计算
2.1  相互作用积分法基本理论


节选段落三:
图11a为依据应力强度因子变化规律所计算
得到的试样a-N 曲线,可以看出,理论预测与试
(a)疲劳裂纹扩展a-N 曲线
(b)疲劳裂纹扩展速率da/d N 曲线
图11  单边带孔平板试样的疲劳寿命预测
Fig.11 Fatigue life prediction of single side hole
plate specimens
·9921·
基于扩展有限元法模型的动态应力强度因子计算———汪必升 李毅波 廖雅诗等
ChaoXing
验检测结果具有较好的一致性,试样疲劳裂纹扩
展的预测寿命与实测寿命分别为42 085周次和
39 857周次,两者相差5.3%,在许用误差范围
内。

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