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工程实际中,裂纹扩展往往会造成灾难性的后果,因此对裂纹扩展的研究具有重大的价值和意义。伴随计算机的快速发展,数值模拟技术被应用到了裂纹扩展的研究领域,因其成本低廉、计算效率高、能处理复杂问题等诸多优点而备受青睐。本文利用内聚力模型和虚拟裂纹闭合法对胶接结构和双悬臂梁结构的裂纹扩展进行了数值模拟研究,主要的研究内容及研究成果如下:(1)研究分析了有限厚度内聚力模型的创建方法并阐述了各自的优缺点。利用有限厚度的内聚力模型方法模拟了胶接结构在Ⅰ型加载条件下的裂纹扩展过程和剥离力,得到裂纹扩展的应力云图、载荷位移响应曲线和剥离力的数值解。研究了损伤演化行为、断裂强度以及断裂能对载荷位移响应曲线的影响,结果表明:损伤演化行为对载荷位移响应曲线几乎没有影响;断裂强度只影响载荷位移响应曲线上升段的斜率和载荷峰值;断裂能值只影响载荷位移响应曲线的下降段。研究了线性和指数型损伤演化行为的内聚力模型模拟剥离力时的准确性,通过与实验值的对比,得到二者均可以较好地预测剥离力且指数型损伤演化行为内聚力模型的预测精度更高。研究了被粘结件网格尺寸对剥离力数值解的影响,结果表明:网格尺寸对剥离力的数值解影响显著,网格尺寸与中间粘结层区域尺寸越接近,数值解越逼近于实验值。(2)研究了虚拟裂纹闭合法模拟裂纹扩展时,初始条件的指定、裂纹扩展能力的激活以及断裂准则的创建在ABAQUS中的实现方法。利用虚拟裂纹闭合法模拟了双悬臂梁在Ⅰ型加载条件下的裂纹扩展过程和脱粘起始值,得到裂纹扩展的应力云图、载荷位移响应曲线和脱粘起始值的数值解。研究了最大允许步长、应变能释放率的缩减容差以及载荷大小对双悬臂梁脱粘起始值的影响,结果表明:应变能释放率的缩减容差对脱粘起始值没有影响;最大允许步长、载荷大小对脱粘起始的影响较小,脱粘起始值的数值解与实验值的误差均在3%以内。(3)针对胶接结构和双悬臂梁结构,分别用虚拟裂纹闭合法和内聚力模型方法建立了各自的有限元模型,得到了剥离力和脱粘起始值的数值解。通过与实验值的对比,得出结论:模拟胶接结构的裂纹扩展时,应优先选用内聚力模型方法;模拟双悬臂梁结构的裂纹扩展时,应优先选用虚拟裂纹闭合法。