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题名多速率加载下螺栓拉伸断裂的有限元与相场模拟分析
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作者
王璐
马忠恒
叶榄
尹国华
丁菲
庞英
贺金虎
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机构
山西柴油机工业有限责任公司
内蒙古信和工程技术有限公司
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出处
《内燃机与配件》
2025年第19期55-57,共3页
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文摘
为探究加载速率对螺栓拉伸断裂行为的影响机制,提升结构连接可靠性,本文以标准M10螺栓(45#钢)为对象,结合有限元法(FEM)与相场法(PFM)开展数值模拟。在Abaqus中建立含螺纹三维模型,模拟四种加载速率下的准静态拉伸过程,分析载荷-位移响应及应力分布。结果表明,峰值载荷随加载速率上升,呈现一定应变率敏感性,极限位移变化不大;高速加载下螺纹根部应力集中更明显。在COMSOL中构建三维相场模型,进一步模拟断裂过程。PFM可自然捕捉裂纹萌生与扩展,准确还原三维裂纹路径,相较传统方法在反映裂纹对承载能力的影响方面更敏感,曲线软化过程更平滑,数值稳定性更好。综上,加载速率对螺栓承载性能具有正向影响,而PFM在复杂断裂模拟中更具优势,为螺栓在动态载荷下的失效预测与设计优化提供理论支持。
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关键词
m10螺栓
拉伸断裂
加载速率
有限元法
相场法
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Keywords
m10 bolt
Tensile fracture
Loading rate
Finite element method
Phase field method
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分类号
U213.52
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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