考虑偶应力理论的无网格伽辽金法及其在裂纹扩展中的应用

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jn116600
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统的连续体力学的弹塑性理论和各种宏观尺度下的本构关系中没有考虑细观尺度的影响,实际上在岩体中含有可见尺度的小裂纹,裂纹尖端附近存在很大的应变梯度,它会对裂尖附近应力场和微尺度下的断裂行为产生显著的影响。 在处理裂纹扩展问题时,有限元方法由于单元会产生畸变而需要不断进行网格重构,并且在求解偶应力理论问题时较困难,需要采用特殊的单元来满足u∈C1,现在多采用杂交元和非协调元。无网格伽辽金法采用基于点的近似,可以完全或部分抛开网格,从而保证了计算精度。它只需要节点信息,而不需要单元信息,前处理及后处理简单,位移能满足C1阶连续。因而在材料弹塑性分析、大变形分析及断裂分析等方面具有非常广阔的应用前景。 本文研究的无网格伽辽金法,用移动最小二乘法插值构造试函数,从能量泛函的伽辽金弱变分形式得到控制方程,引入罚函数满足本征边界条件,具有求解精度高,后处理简单等优点。 本文首先对无网格伽辽金法、弹性偶应力理论及考虑偶应力理论的无网格伽辽金法分别进行了系统的描述,分别计算了受均布荷载的简支梁应力、位移值和圆孔孔边的应力集中因子,然后计算了圆孔孔边应力集中因子的尺度效应。偶应力的存在对圆孔周围应力集中起到了缓解作用,应力集中因子随a/1的增大而增大,最终趋近于经典理论解。可见,考虑偶应力理论的无网格伽辽金法在求解偶应力问题方面比有限元法占据很大的优势,并且验证了程序的正确。 随后本文按照修正的最大周向拉应力裂纹扩展准则,用无网格伽辽金法模拟了受压岩体中裂纹的扩展路径,与RFPA2D计算软件的模拟结果吻合得较好。可见,无网格伽辽金法在求解裂纹扩展问题中能满足工程上的精度要求,具有推广应用的价值。 本文着重研究了考虑偶应力理论的无网格伽辽金法在裂纹扩展中的应用,计算了含斜裂纹受压岩体考虑偶应力时初始开裂角的尺度效应,得出裂纹半长与材料本征长度的比值越小,裂纹的初始开裂角越小。随后,本文又对考虑偶应力理论时裂纹的扩展路径进行了跟踪,发现裂纹的扩展路径比不考虑偶应力理论时平滑。 本文的研究工作拓宽了无网格伽辽金法在岩体工程中的应用,也为考虑偶应力理论的无网格伽辽金法在裂纹扩展中的应用奠定了基础。
其他文献
深水浮式平台运动响应特性是结构设计和安全保障的重要参考。由于目前深海环境荷载表征尚不明确,数值方法和模型试验方法的非线性需要引入一些假设,导致了海洋平台设计和操作
血管再通是急性缺血性卒中的重要治疗手段。抗血小板药联合静脉溶栓以及血管内治疗成为近年来的研究热点。血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体拮抗药是通过抑制血小板聚集过程的最后共同通路发挥作用的一类新型抗血小板药,其用于治疗急性冠状动脉综合征的安全性和有效性已得到证实,但在急性缺血性卒中患者中的应用仍处于探索阶段。文章就替罗非班在急性缺血性卒中再灌注治疗中的应用进行了综述。
阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome, OSAS)是一种临床常见的疾病,对全身各系统均有潜在危害。OSAS的特点是睡眠期间反复出现部分或完全上呼吸道闭塞,引起呼吸暂停和通气不足。越多越多的研究表明,OSAS的重复缺氧和复氧循环会引起血管功能障碍、认知障碍、精神损害等不良后果,直接或间接增高缺血性卒中的发病及转归不良风险。此外,卒中后并发阻塞性睡
矿震是由于采矿活动而诱发的矿井岩体突然失稳破坏的动力现象,是影响矿井安全生产的重大自然灾害之一。矿震一旦发生就有可能影响生产,甚至造成财产损失和人员伤亡,随着时间的推
目的了解2017—2018年嘉善县感染性腹泻病例中诺如病毒感染状况和学校聚集性疫情特征。方法收集嘉善县第一人民医院2017—2018年腹泻病例就诊信息、粪便样本,并检测诺如病毒,收集疫情处置过程资料,对数据进行统计分析。结果共收集530例病例,诺如病毒阳性率为30.19%(160例),GⅡ型为主(156例),共发生12起聚集疫情。1、3和12月阳性率分别为56.52%(13/23)、53.19%(
近年来,"菌群-肠-脑轴"概念的提出揭示了肠道菌群与神经系统疾病之间的广泛联系。作为神经系统常见病和多发病,缺血性卒中的发生和转归与肠道菌群存在密切联系。文章对肠道菌群与缺血性卒中危险因素和卒中后免疫炎症的关系进行了综述。
分岔控制作为非线性科学中的前沿研究课题,极具挑战性。分岔控制的目的是对给定的非线性动力系统设计一个控制器,用来改变系统的分岔特性,从而去掉系统中有害的动力学行为,使之产
准晶自发现之日起,就以其独特的物理力学性能和未来良好的应用前景,使其无论是在理论研究还是在实验观察方面,都吸引着广大研究者的关注。研究人员发现,准晶材料中的缺陷问题,如位