断裂问题的扩展有限元法研究

摘要：

扩展有限元(extended finite element method,XFEM)是近年来发展起来的、在常规有限元框架内求解不连续问题的有效数值计算方法,其基于单位分解的思想,在常规有限元位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数及裂尖渐进位移场函数,避免了采用常规有限元计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新加密网格造成的不便.在推导扩展有限元算法的基础上,分析了应力强度因子的J积分计算方法及积分区域的选取.采用XFEM对I型裂纹进行了计算,有限元网格独立于裂纹面,无需在裂纹尖端加密网格；分析了积分区域、网格密度对应力强度因子计算精度的影响,指出了计算应力强度因子的合适参数,验证了此方法的可靠性和准确性.

关键词：扩展有限元、裂纹、形函数、数值方法

所属期刊栏目：32

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金50804014,41072224;教育部新世纪优秀人才计划NCET-08-0662;河南省教育厅自然科学研究计划2008A44005;河南省高等学校青年骨干教师资助计划2009GGJS-037

在线出版日期：2011-12-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：2171-2186