本文關(guān)鍵詞：基于單元破裂的巖石裂紋擴(kuò)展模擬方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)離散元方法在處理破裂問題時(shí),采用界面上的準(zhǔn)則進(jìn)行判斷,裂紋只能沿著單元邊界擴(kuò)展.當(dāng)物理問題存在宏觀或微觀裂隙時(shí),在界面上應(yīng)用準(zhǔn)則具有其合理性;而裂紋沿著單元邊界擴(kuò)展,使得裂紋路徑受網(wǎng)格影響較大,擴(kuò)展方向受到限制.針對(duì)上述情況,可以基于單元破裂的方式,構(gòu)建連續(xù)-非連續(xù)單元法,并應(yīng)用于巖石裂紋擴(kuò)展問題的模擬.該方法在連續(xù)計(jì)算時(shí),將單元離散為具有物理意義的彈簧系統(tǒng),在局部坐標(biāo)系下由彈簧特征長度、面積求解單元變形和應(yīng)力,通過更新局部坐標(biāo)系和彈簧特征量,可進(jìn)一步計(jì)算塊體大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng),連續(xù)問題計(jì)算結(jié)果與有限元一致,同時(shí)提高了計(jì)算效率.在此基礎(chǔ)上,引入最大拉應(yīng)力與莫爾-庫倫的復(fù)合準(zhǔn)則,判斷單元破裂狀態(tài)和破裂方向,并采用局部塊體切割的方式,在單元內(nèi)形成初始裂紋.裂紋兩側(cè)相應(yīng)增加新的計(jì)算節(jié)點(diǎn),同時(shí)引入內(nèi)聚力模型描述裂紋兩側(cè)的法向、切向作用與張開度及滑移變形之間的關(guān)系.按此方式,裂紋尖端處的擴(kuò)展路徑可穿過單元內(nèi)部和單元邊界,在擴(kuò)展方向的選取上更為準(zhǔn)確.最后,通過三點(diǎn)彎曲梁、單切口平板拉伸、雙切口試樣等典型數(shù)值試驗(yàn),模擬裂紋在拉伸、壓剪等各種應(yīng)力狀態(tài)下的擴(kuò)展問題,并對(duì)巖石單軸壓縮試驗(yàn)的破壞過程進(jìn)行模擬,分析裂紋形成與應(yīng)力-應(yīng)變曲線各階段之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.結(jié)果表明:連續(xù)-非連續(xù)單元法通過單元內(nèi)部破裂的方式,可以顯示模擬裂紋萌生、擴(kuò)展、貫通直至形成宏觀裂縫的過程.
【作者單位】： 中國科學(xué)院力學(xué)研究所;鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 連續(xù)-非連續(xù) 單元破裂 裂紋擴(kuò)展 巖石破壞
【基金】：中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)(XDB10030303) 國家自然科學(xué)基金青年基金(11302230,11302229)資助項(xiàng)目~~
【分類號(hào)】：TU452
【正文快照】： 引言作為一種天然的準(zhǔn)脆性非均勻材料,巖石內(nèi)部存在大量的微觀和宏觀裂隙,其破壞實(shí)際是一個(gè)損傷演化、裂紋形成與擴(kuò)展、斷裂貫通直至發(fā)生運(yùn)動(dòng)的過程.巖石內(nèi)部眾多裂紋端部的應(yīng)力集中是引起巖石開裂,進(jìn)而發(fā)生解體破壞的原因.在開裂的過程中,由于所受外部荷載的復(fù)雜性,裂紋可能

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃凱珠;黃明利;焦明若;唐春安;;三維表面裂紋擴(kuò)展特征的研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年S1期

2 鮑蕊;董彥民;張建宇;費(fèi)斌軍;;腐蝕條件下鋁合金疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)及模型[J];航空材料學(xué)報(bào);2006年06期

3 張敦福;李術(shù)才;;修正的拉應(yīng)力裂紋擴(kuò)展準(zhǔn)則及裂隙水壓對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

4 岳中文;楊仁樹;楊立云;張耀輝;韓朋飛;;爆炸載荷下邊界銳V型切口尖端裂紋擴(kuò)展行為[J];工程爆破;2011年01期

5 焦婷;董登科;王志智;樊優(yōu)優(yōu);;對(duì)拉壓超載后裂紋擴(kuò)展遲滯模型的改進(jìn)[J];機(jī)械強(qiáng)度;2011年05期

6 張志賢;王生楠;詹福宇;;基于有限元的雙軸載荷狀態(tài)下自動(dòng)裂紋擴(kuò)展分析[J];航空計(jì)算技術(shù);2012年02期

7 周儲(chǔ)偉;潘清;;模擬裂紋擴(kuò)展的一種有限元局部動(dòng)態(tài)子劃分方法[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

8 王德詠;張振南;葛修潤;;應(yīng)用單元劈裂法模擬三維內(nèi)嵌裂紋擴(kuò)展[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年10期

9 祁濤;;管道內(nèi)表面非中心裂紋擴(kuò)展研究[J];核技術(shù);2013年04期

10 唐照千,沈亞鵬;裂紋擴(kuò)展的渦流檢測(cè)法和擴(kuò)展速度變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)觀察[J];力學(xué)學(xué)報(bào);1980年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高存法;;磁場(chǎng)對(duì)軟磁鐵介質(zhì)內(nèi)裂紋擴(kuò)展行為的影響[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

2 姜燕;樂金朝;;瀝青路面Ⅰ型裂紋擴(kuò)展的理論分析與數(shù)值仿真[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

3 常亮明;;田灣核電站反應(yīng)堆壓力容器2#焊縫的假定裂紋擴(kuò)展計(jì)算[A];北京力學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

4 郭瑞;陳章華;班懷國;;裂紋擴(kuò)展的無網(wǎng)格有限元模擬[A];北京力學(xué)會(huì)第13屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

5 劉紹倫;;關(guān)于裂紋擴(kuò)展路徑問題的研究[A];北京力學(xué)學(xué)會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

6 唐旭海;鄭超;張建海;;多邊形有限元法模擬裂紋擴(kuò)展[A];第17屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2008年

7 余天堂;李海杰;任青文;;裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬影響因素分析[A];第17屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2008年

8 劉文光;陳國平;;含裂紋平板的振動(dòng)特性及裂紋擴(kuò)展分析[A];第十屆全國振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2011）下冊(cè)[C];2011年

9 祁濤;;管道內(nèi)表面非中心裂紋擴(kuò)展研究[A];第十七屆全國反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)力學(xué)會(huì)議論文集[C];2012年

10 周磊;郭雅芳;;金屬鎂中沿晶裂紋擴(kuò)展的分子動(dòng)力學(xué)研究[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳建國;裂紋擴(kuò)展與損傷演化理論與應(yīng)用研究[D];北京航空航天大學(xué);2009年

2 邱寶象;基于連續(xù)累積損傷的疲勞啟裂和裂紋擴(kuò)展的統(tǒng)一模型[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

3 周紹青;工程斷裂中的T應(yīng)力及其對(duì)裂紋擴(kuò)展路徑的影響[D];中南大學(xué);2010年

4 黃小光;腐蝕疲勞點(diǎn)蝕演化與裂紋擴(kuò)展機(jī)理研究[D];上海交通大學(xué);2013年

5 李慧芳;裂紋擴(kuò)展機(jī)理研究及管板開裂的數(shù)值模擬[D];北京化工大學(xué);2009年

6 溫建鋒;基于應(yīng)變的損傷力學(xué)模型及其在蠕變裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬中的應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2014年

7 張敦福;無網(wǎng)格GALERKIN方法及裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2007年

8 安兵兵;生物硬組織材料的變形與斷裂機(jī)理研究及材料設(shè)計(jì)[D];上海大學(xué);2012年

9 趙雷;考慮拘束效應(yīng)的高溫下含缺陷P92管道壽命評(píng)估方法研究[D];天津大學(xué);2012年

10 賀啟林;基于J-積分和構(gòu)型力理論的材料斷裂行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹榮穎;振動(dòng)條件下玻璃材料裂紋擴(kuò)展行為的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 郭翠芳;非線性粘彈性體裂紋擴(kuò)展速度的研究[D];湘潭大學(xué);2003年

3 侍克獻(xiàn);超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子用鋼裂紋擴(kuò)展行為研究[D];上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院;2009年

4 鄧檢良;非線性粘彈性裂紋擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算模型[D];湘潭大學(xué);2002年

5 張鼎;基于裂紋擴(kuò)展的海洋結(jié)構(gòu)物安全壽命評(píng)估方法研究[D];上海交通大學(xué);2012年

6 王沖;飛機(jī)蒙皮裂紋擴(kuò)展有限元分析[D];上海交通大學(xué);2012年

7 張紹云;基于擴(kuò)展有限元法的螺旋裂紋擴(kuò)展研究[D];浙江大學(xué);2013年

8 馮坤;基于擴(kuò)展有限元法與水平集法的結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展特性研究[D];浙江大學(xué);2013年

9 王明國;擴(kuò)展有限元方法及在多孔陶瓷裂紋擴(kuò)展中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2009年

10 劉劍;高強(qiáng)鋁合金細(xì)觀區(qū)域裂紋擴(kuò)展模擬[D];南昌航空大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于單元破裂的巖石裂紋擴(kuò)展模擬方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：482079