粘弹性应变能释放率的虚拟网格计算方法 |
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引用本文: | 崔辉如,姜强强,沈栋,吕轩,任孝宇.粘弹性应变能释放率的虚拟网格计算方法[J].固体火箭技术,2023(6):915-922. |
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作者姓名: | 崔辉如 姜强强 沈栋 吕轩 任孝宇 |
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作者单位: | 1. 陆军工程大学国防工程学院;2. 陆军工程大学土木工程博士后科研流动站;3. 中国人民解放军91112部队;4. 航天动力先进技术湖北省重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(12202496);;中国博士后科学基金资助项目(2022M723866); |
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摘 要: | 应变能释放率是粘弹性裂纹扩展判断的重要依据。为了解决低质量网格条件下的高精度粘弹性应变能释放率的数值计算问题,提出了裂纹尖端虚拟网格方法。在原始网格位移场基础上通过插值手段获得虚拟网格位移场、应力及应变场分布;基于虚拟网格信息并结合虚拟裂纹闭合方法,开展应变能释放率的数值计算。虚拟网格方法在应对裂纹扩展过程中任意复杂网格形式的同时,不再需要对原始裂纹尖端进行精细网格划分。两种典型断裂模式下的算例仿真结果表明,全积分形式的虚拟网格方法可以实现低泊松比条件下应变能释放率的高精度数值计算,相对误差均在5%以内。为了应对高泊松比下的断裂问题,设计了虚拟网格方法的缩减积分方案;缩减积分方案下的应变能释放率相对误差在1%左右,计算精度较全积分方案大幅提高。
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关 键 词: | 粘弹性 裂纹扩展 应变能释放率 虚拟网格方法 |
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