混凝土裂缝扩展单元能量演变分析

假设材料为黏弹性材料时,带缝混凝土结构在荷载作用下,缝岸相对位移将逐渐增大,如果采用位移直接法计算缝端应力强度因子,该应力强度因子将逐渐增大,甚至可能大于混凝土的断裂韧度。基于信息熵理论对黏弹性材料的断裂问题进行了研究,分析表明,如果结构为黏弹性体,那么结构在流变过程中不涉及到能量的耗散和释放,结构信息熵为一常数,裂缝并不会失稳,即位移直接法不适用于流变断裂问题。对钝裂缝带模型进行了研究,认为裂缝扩展单元开裂时,将引起结构能量的释放,该释放能等于外力功与总弹性应变能的差值,也近似等于裂缝扩展单元开裂前后的总弹性应变能的差值。对于线弹性断裂力学问题,这2个能量差值与裂缝前沿的虚拟扩展长度(平面问题)或虚拟扩展面积(空间问题)的比值,通过简单的转化即可以获得缝端应力强度因子。分析还表明,钝裂缝带模型一定程度上不依赖于网格粗细,且相对分离裂缝模型而言,其剖分网格较方便。     

边界单元法三维应力分析计算程序

以三维弹性力学问题的基本解(Kelvin解)为基础开发了边界单元法三维弹性应力分析计算程序，并对其进行了验证。结果表明，该程序可用来求解三维弹性应力问题，尤其适用于三维应力集中问题。程序中采用动态分配内存，自动选点积分，并利用分块解法求解方程组，有效地节省了计算机资源，扩大了求解问题的规模。     

边界拟合坐标在有限单元法中的应用

本文介绍用边界拟合坐标将一个不规则区域变换为一个矩形区域的方法;导出了在边界拟合坐标变换下求解弹性力学平面问题的有限单元法计算式.这种方法在计算劲度矩阵时,被积函数大为简化,因而具有实用意义.文中的算例进一步验证了该法的简便性和计算结果的精确程度.     

用保角变换-边界配点求应力强度因子的计算方法研究

介绍了用保角变换-边界配点法求解有限平面域内部孔口问题的基本方程．以中心裂纹矩形板为例，研究了计算方法中各种因素对应力强度因子形状尺寸系数YI计算结果的影响规律，得到了保角变换-边界配点法的合理计算方案，给出了有关因素对应力强度因子计算结果影响规律的数值图表和曲线．     

弹塑性静,动力学的边界区域单元法

本文从推广的Betti功互换定理出发,对弹塑性静动力学和力学的问题建立起一种新的边界积分求解格式——边界区域单元法。这种方法可以方便地把求解弹性塑静、动力学等问题编成统一的电算程序。它与边界单元法比较,对动力问题,不必进行拉氏或富氏数值交换;对弹塑性问题,可避免在增量段中进行迭代计算。     

缝端奇异边界单元和界面裂缝的应力强度因子计算

虽然不同材料的界面裂缝缝端应力情况很复杂，但是在拉剪荷载作用下，仍然存在主 导缝端奇异特性的特征参数──应力强度因子，且其主导奇异项仍为１／２，因此可以采用１／４ 奇异边界单元模拟缝端的位移场和应力场。作者沿界面引用边界元，在界面裂缝周围引入１／４ 奇异边界元，给出了计算异弹模界面缝复应力强度因子的计算格式，定义了界面裂缝的等效能 量释放率，探讨了界面裂缝的断裂差别指标，并应用于混凝土坝与岩石地基的界面裂缝扩展分 析中，得到一些有关坝工安全的重要提示。     

边界单元法三维应力分析计算程序

以三维弹性力学问题的基本解 (Kelvin解 )为基础开发了边界单元法三维弹性应力分析计算程序 ,并对其进行了验证。结果表明 ,该程序可用来求解三维弹性应力问题 ,尤其适用于三维应力集中问题。程序中采用动态分配内存 ,自动选点积分 ,并利用分块解法求解方程组 ,有效地节省了计算机资源 ,扩大了求解问题的规模。     

基于边界元法的疲劳裂纹扩展模拟

用数值方法模拟疲劳裂纹扩展对预测构件残余寿命具有重要意义。该文以基于子域法边界元分析的一点面力法解决了裂纹扩展全过程的应力强度因子精度问题．用坐标变换法导出了Ⅰ－Ⅱ型复合裂纹最大周向应力准则的扩展偏角和有效应力强度因子；建立了复合型裂纹疲劳扩展数值模拟算法，并在ＳＧＩ工作站上研制了具有裂纹构形自动更新和动态图形显示功能的模拟演示软件，该软件对试件裂纹扩展模拟的结果与试验结果一致，说明该文方法具有高     

注水开发中储层裂缝失稳扩展的力学机理

油井暴性水淹是裂缝性砂岩油田开发的普遍特征,其中很多是由注水引起裂缝失稳扩展所致。本文根据砂岩储层的物理力学特征,运用断裂力学理论,给出了储层裂缝的应力强度因子的计算方法,定量地分析了开发过程中储层裂缝失稳扩展的判据、裂纹扩展方向。对于合理确定注水压力及井网的合理布置,防治水窜及暴性水淹等具有重要的指导意义。     

重力坝开裂过程扩展有限元数值模拟

扩展有限元法(XFEM)是一种求解不连续问题的数值方法。它继承了常规有限元法(CFEM)的所有优点,在模拟裂纹扩展、界面、复杂流体等不连续问题时特别有效,近十多年得到了快速发展。介绍了XFEM的基本原理,给出了进行混凝土裂纹扩展分析的方法。利用XFEM模拟混凝土重力坝裂纹扩展,通过对比有、无裂纹情况下的重力坝应力分布,分析裂纹存在对重力坝应力场分布的影响;分析裂纹扩展受网格疏密程度的影响;计算在不同岩基弹性模量下裂纹的扩展方向。     

基于奇异有限元法对大曲率缺口断裂问题的数值分析

利用其局部解构造了一种新的大曲率缺口位移模式;建立含大曲率缺口损伤结构有限元方程和与相应的缺口奇异单元;提出了求解大曲率缺口应力与应力强度因子等断裂参量的数值计算方法,数值算例说明本文方法是一种有效的数值计算分析方法。     

裂纹问题的一种边界元解

根据线弹性断裂力学分析中常用的叠加方法,把一个有限域内的裂纹问题分解成无裂纹部分和裂纹部分的叠加来求解.其法只需较少的离散单元就可达到理想的精度,是求解裂纹问题的一种简单有效的方法.     

采用有限元-边界元耦合方法计算弹塑性应力

采用有限元－边界元耦合方法对高压三通进行弹塑性分析．在处于弹塑性状态的连 接处附近区域使用边界元方法，其它部分采用有限元方法．给出了一种界面处理方法。计 算实例表明此方法有较好的计算精度和效率．     

反平面裂纹问题的边界元解法

在传统边界积分公式的基础上运用分步积分等技巧,得到一个适用于求解反平面裂纹问题的新的边界积分方程,积分核只具有1／r阶的奇异性,在裂纹面上以位错密度为未知量,应力强度因子可由裂纹面上的位错密度求出,新的边界积分方程适用于任意形状的裂纹问题,两个数值算例证明了本文边界元法的正确性。     

功能梯度材料中裂纹问题的边界元分析

采用基于边界元方法的广义Kelvin解对功能梯度材料中的裂纹问题进行了研究,主要在对裂纹的评价中采用了多域法和八节点面力奇异边界单元,并采用层离散化方法用来近似功能梯度材料,计算出了不同条件下功能梯度材料中币形裂纹的应力强度因子。     

无网格伽辽金法在裂纹扩展中的应用研究

采用无网格伽辽金法,在处理裂纹不连续问题时运用透射法则,计算应力强度因子时分别采用J积分法和远场围线积分法,成功地求解出了单边裂纹有限板和单边斜裂纹有限板的位移场、应力场以及裂纹尖端的应力强度因子,并实现了对裂纹扩展的追踪。     

概率边界元法结构分析

本文讨论了在常规边界元法中引入概率分析的方法;给出了能够反应边界条件随机变化的边界元基本公式以及对由此而导出的结果进行概率分析的后处理方法;本方法在数值计算方面只需对原有常规边界元程序稍加改动便可实现。     

饱和土体固结3D比例边界有限元法分析

基于饱和土体Biot固结理论,考虑土体体力与表面作用力,结合饱和土体中土骨架动力平衡方程与孔隙流体的连续方程,在计算域内采用Galerkin加权余量法,推导了3D无限、有限域全耦合饱和土体固结的比例边界有限元方程.理论推导表明:与单相弹性土体不同的是,由于孔隙水的存在,饱和土体固结比例边界有限元法方程中不仅有位移、应力矩阵,而且还存在孔隙水压力的影响耦合矩阵;该方程不仅能够满足无限域无穷远边界辐射条件,而且在径向(与饱和土体-结构接触面垂直方向,指向无限远)上具有严格的精确性,环向上(与饱和土体-结构接触面平行方向)具有有限元单元无限收敛的准确性.