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基于HHO-XFEM的地下结构裂缝智能反演识别研究
1
作者 高玮 袁硕 +2 位作者 贾超 谢渊 葛双双 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2025年第2期585-598,共14页
地下结构的裂损是影响其安全状态的一种重要因素,为了识别运营期交通地下结构的安全状态,基于无损检测信息,采用新型智能优化算法——哈里斯鹰优化(Harris Hawks Optimization,HHO)算法,并结合扩展有限元(Extended Finite Element Metho... 地下结构的裂损是影响其安全状态的一种重要因素,为了识别运营期交通地下结构的安全状态,基于无损检测信息,采用新型智能优化算法——哈里斯鹰优化(Harris Hawks Optimization,HHO)算法,并结合扩展有限元(Extended Finite Element Method,XFEM)技术,提出一种地下结构裂缝反演识别的HHO-XFEM新方法,并开展了静力与动力工况下的结构裂缝反演识别研究.研究结果表明:静力条件下反演裂缝的长度相对误差为2.5%,倾角相对误差为3.4%;而动力条件下反演裂缝的长度误差为6.9%,倾角误差为3.0%.总体反演识别效果良好. 展开更多
关键词 地下结构 裂缝 智能反演识别 HHO算法 xfem 动力反映 安全状态
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某海上发射平台导流槽在高温冲击下裂纹扩展的XFEM模拟
2
作者 林瞳 李福建 +1 位作者 刘光众 熊志鑫 《船海工程》 北大核心 2025年第1期153-159,共7页
发射平台导流槽在火箭发射过程中承受着燃气高温和局部冲击力的作用,容易出现局部裂纹扩展导致的断裂失效,影响火箭的安全发射。文中采用扩展有限元法(XFEM),对含初始裂纹的导流槽结构进行数值模拟分析。在ABAQUS软件平台上建立导流槽... 发射平台导流槽在火箭发射过程中承受着燃气高温和局部冲击力的作用,容易出现局部裂纹扩展导致的断裂失效,影响火箭的安全发射。文中采用扩展有限元法(XFEM),对含初始裂纹的导流槽结构进行数值模拟分析。在ABAQUS软件平台上建立导流槽的有限元模型,施加高温与冲击荷载,选定受冲击的下表面上易发生裂纹扩展的3个热点位置;对于易发生裂纹扩展的热点位置的板架采用体单元模拟,其余部位采用壳单元模拟,通过多点约束耦合不同单元的节点自由度,从而建立含裂纹导流槽的扩展有限元模型;采用最大主应力准则作为裂纹起裂准则,得出各热点位置处在单次冲击荷载作用下,会发生裂纹扩展的初始裂纹长度,裂纹起裂的时间、扩展速率及扩展路径。 展开更多
关键词 xfem 导流槽 高温冲击 裂纹扩展 发射平台
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XFEM-MITC9板单元构造及含孔洞板结构分析
3
作者 陈晗昱 轩建平 +1 位作者 肖骁 张石顺 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期88-94,132,共8页
针对传统有限元法在求解含不同形状孔洞的薄板结构问题时存在材料不连续、网格划分困难、网格扭曲以及剪切自锁等问题,结合扩展有限元(XFEM)理论与张量分量混合插值(MITC)板壳有限元理论,构造一种新的XFEM-MITC9板单元.该单元使用水平... 针对传统有限元法在求解含不同形状孔洞的薄板结构问题时存在材料不连续、网格划分困难、网格扭曲以及剪切自锁等问题,结合扩展有限元(XFEM)理论与张量分量混合插值(MITC)板壳有限元理论,构造一种新的XFEM-MITC9板单元.该单元使用水平集函数描述结构体中的不连续边界,根据单元与孔洞边界相对关系选择不同的数值积分方案,对横向剪切应变进行混合插值处理计算单元的刚度矩阵.在实际算例中,设计MINDLIN,MITC9和XFEM-MITC9板单元有限元程序,求解含不同尺寸和形状孔洞的薄板静力学与模态问题.结果表明:对比自动动态增量非线性分析(ADINA)软件计算结果,XFEM-MITC9板单元计算误差小于2%,可以避免剪切自锁现象;数值算例验证了XFEM-MITC9板单元相关算法的可行性,提高了对含孔洞板壳问题求解的便利性. 展开更多
关键词 xfem-MITC9板单元 水平集法 数值积分方案 模态分析 有限元网格划分
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基于XFEM的大型空心转轴初始裂纹尺寸的估计方法
4
作者 唐清弟 吴显良 +4 位作者 李林枝 董士谦 刘子超 陈杰 蒋旭 《重型机械》 2025年第2期55-60,共6页
大型空心转轴被广泛运用于各类重型起重机械当中,在实际运行中需承受大量循环疲劳载荷,且其完整性可能被破坏,因此存在疲劳失效的风险。为了准确掌握转轴寿命信息、及时消除起重机结构安全隐患,借助Abaqus软件的扩展有限元方法(XFEM),... 大型空心转轴被广泛运用于各类重型起重机械当中,在实际运行中需承受大量循环疲劳载荷,且其完整性可能被破坏,因此存在疲劳失效的风险。为了准确掌握转轴寿命信息、及时消除起重机结构安全隐患,借助Abaqus软件的扩展有限元方法(XFEM),对裂纹空心转轴进行建模仿真,探讨了不同初始裂纹尺寸对刚度的影响,并通过测取不同初始裂纹尺寸的转轴两端角位移差,同健康转轴角位移差对比计算出刚度的变化,代替传统无损检测评估损伤转轴初始裂纹尺寸的方法,用于进行疲劳裂纹剩余寿命计算,实现大型机械设备主传动轴寿命的健康监测。 展开更多
关键词 大型空心转轴 初始裂纹尺寸 ABAQUS 扩展有限元法(xfem) 健康监测
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基于XFEM的X80管线钢焊接接头三维裂纹萌生扩展仿真分析
5
作者 张锦刚 晁利宁 +4 位作者 李远征 周新义 唐家睿 陈浩明 韦奉 《焊管》 2024年第1期20-26,共7页
利用有限元软件ABAQUS,以X80管线钢不同坡口形式的焊接接头为研究对象,基于扩展有限元方法(XFEM),对X形和V形两种不同形式坡口的焊接接头在拉伸载荷下的裂纹扩展形态进行数值模拟分析。结果表明,裂纹尖端首先出现了应力集中,应力分布趋... 利用有限元软件ABAQUS,以X80管线钢不同坡口形式的焊接接头为研究对象,基于扩展有限元方法(XFEM),对X形和V形两种不同形式坡口的焊接接头在拉伸载荷下的裂纹扩展形态进行数值模拟分析。结果表明,裂纹尖端首先出现了应力集中,应力分布趋势与理论计算的塑性区形状大致相同。利用XFEM方法模拟裂纹尖端自由扩展,X形坡口和V形坡口的焊接接头裂纹首先出现在焊缝并靠近熔合线处,且二者的扩展路径一致,在相同条件下,X形坡口的焊接接头焊缝处最先出现裂纹,V形坡口的焊接接头焊缝处裂纹出现的时间较X形坡口出现裂纹的时间晚。 展开更多
关键词 X80管线钢 焊接接头 裂纹扩展 xfem 应力集中
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基于XFEM与Cohesive模型分析PBX裂纹产生与扩展 被引量：16
6
作者 黄西成 李尚昆 +4 位作者 魏强 田荣 陈成军 王理想 柳明 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期694-700,共7页
利用扩展有限元法(XFEM)分析PBX-9502带孔板状试件在整体压缩下由局部裂纹萌生到裂纹扩展全过程的开裂破坏机理。采用应力状态相关的强度面、非关联流动法则及Cohesive模型,描述了材料在复杂应力状态下的非线性本构行为以及材料的破坏... 利用扩展有限元法(XFEM)分析PBX-9502带孔板状试件在整体压缩下由局部裂纹萌生到裂纹扩展全过程的开裂破坏机理。采用应力状态相关的强度面、非关联流动法则及Cohesive模型,描述了材料在复杂应力状态下的非线性本构行为以及材料的破坏行为。进行了数值模拟结果与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)试验结果的对比。结果表明,含孔洞的平板在整体压应力环境下孔洞周围产生局部拉伸应力,这种拉伸条件导致局部裂纹萌生。数值模拟的裂纹发展趋势与试验结果相吻合,包括裂纹时程的整体走势和拐点、启裂时刻、裂纹初期扩展速度等。基于扩展有限元方法和内聚模型法,可模拟高聚物粘结炸药(PBX)含能材料的裂纹萌生、扩展。 展开更多
关键词 扩展有限元(xfem) Cohesive模型 高聚物粘结炸药(PBX) 裂纹 扩展 机理
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应用XFEM模拟研究钻杆裂纹扩展过程 被引量：17
7
作者 林铁军 练章华 +2 位作者 曾晓健 陈勇 刘晓峰 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期123-128,共6页
钻杆裂纹扩展是一个典型的不连续问题,采用常规有限元方法难以实现裂纹扩展过程的仿真模拟,而扩展有限元法(XFEM)是近年来发展起来的分析断裂问题的一种有效方法。在介绍了扩展有限元法的基本原理的基础上,建立了基于XFEM的含不同深度... 钻杆裂纹扩展是一个典型的不连续问题,采用常规有限元方法难以实现裂纹扩展过程的仿真模拟,而扩展有限元法(XFEM)是近年来发展起来的分析断裂问题的一种有效方法。在介绍了扩展有限元法的基本原理的基础上,建立了基于XFEM的含不同深度初始裂纹的5in钻杆在拉力和扭矩共同作用下的裂纹扩展模型。通过钻杆裂纹扩展过程的分析后发现,钻杆的初始裂纹深度小于1mm时,裂纹不易扩展,但初始裂纹深度超过2mm时裂纹会在相对较低的外载荷下扩展,且扩展面较大并与初始裂纹面存在一定夹角,最终造成钻杆断裂失效。通过对钻杆裂纹的扩展过程仿真模拟,展示了XFEM在钻具断裂失效分析方面的独特优势,并为这方面的研究提供了一种新方法。 展开更多
关键词 xfem 裂纹扩展 钻杆 失效 动态模拟
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钢桁梁焊接构造细节的疲劳性能及基于XFEM的疲劳寿命评估 被引量：6
8
作者 肖林 刘丽芳 +2 位作者 李小珍 徐伟 王聪 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期113-119,共7页
通过3组共9个试件的疲劳试验,研究沪通长江大桥主桁对接杆件中过焊孔构造细节的疲劳性能,通过扩展有限元方法(XFEM)结合断裂力学方法对过焊孔构造细节裂纹扩展阶段的疲劳寿命进行预测。研究结果表明:过焊孔与翼缘板-腹板焊缝交叉处的焊... 通过3组共9个试件的疲劳试验,研究沪通长江大桥主桁对接杆件中过焊孔构造细节的疲劳性能,通过扩展有限元方法(XFEM)结合断裂力学方法对过焊孔构造细节裂纹扩展阶段的疲劳寿命进行预测。研究结果表明:过焊孔与翼缘板-腹板焊缝交叉处的焊趾是过焊孔构造细节疲劳性能的薄弱环节;试验测得该细节对应200万次荷载循环的疲劳强度小于欧洲规范对类似构造细节的规定,过焊孔处腹板-翼缘板的角焊缝质量对构造细节的疲劳强度有重要影响;采用XFEM结合断裂力学方法预测疲劳裂纹扩展阶段的寿命与测试结果较吻合,可以作为疲劳寿命评估的手段。 展开更多
关键词 钢桁梁 焊接细节 过焊孔 疲劳性能 xfem 疲劳寿命评估
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基于XFEM的土体水力劈裂模拟 被引量：9
9
作者 王翔南 李全明 +1 位作者 于玉贞 吕禾 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期390-397,共8页
水力劈裂会对心墙堆石坝的安全造成严重的负面影响。宏观上,土体水力劈裂可看作是土体在水力楔劈作用下使局部裂缝(薄弱面)进一步发展的破坏过程。XFEM是一种可以有效描述裂缝的数值模拟方法。采用XFEM结合Biot固结理论,并对裂缝单元进... 水力劈裂会对心墙堆石坝的安全造成严重的负面影响。宏观上,土体水力劈裂可看作是土体在水力楔劈作用下使局部裂缝(薄弱面)进一步发展的破坏过程。XFEM是一种可以有效描述裂缝的数值模拟方法。采用XFEM结合Biot固结理论,并对裂缝单元进行处理,从而以弥散式的裂缝状态和嵌入式的裂缝形态共同描述了土体的水力劈裂过程,并以一个模型算例和挪威Hyttejuvet坝的实际工程算例对方法进行了验证。该工作的成果有助于理解土体水力劈裂的成因和过程,可用于对土工结构物的流固耦合破坏分析。 展开更多
关键词 xfem 水力劈裂 BIOT固结理论
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基于XFEM的砼重力坝强震破坏模式及抗震安全评价 被引量：4
10
作者 张社荣 王高辉 +1 位作者 庞博慧 严磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期138-142,156,共6页
扩展有限元法(XFEM)通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,使对非连续位移场的表征独立于单元边界,可有效描述混凝土中裂纹扩展。采用XFEM对Koyna重力坝地震破坏过程进行分析,结果表明,大坝开裂破坏分布与Koyna大坝实际破坏情况... 扩展有限元法(XFEM)通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,使对非连续位移场的表征独立于单元边界,可有效描述混凝土中裂纹扩展。采用XFEM对Koyna重力坝地震破坏过程进行分析,结果表明,大坝开裂破坏分布与Koyna大坝实际破坏情况及文献中的模型试验结果相符,验证计算模型的有效性。将其应用到国内某混凝土重力坝,得到强震作用下动力响应及破坏模式,并据此评价大坝抗震安全性及抗震超载潜能。研究表明,强震作用下,大坝首先在下游折坡出现裂缝并扩展至上游面形成贯穿性裂缝,同时在坝踵、上游坡度变化处出现开裂破坏;该重力坝在设计地震作用下,尚有1.59～1.76倍的超载裕度,其抗震安全性能满足设计要求。 展开更多
关键词 水工结构 破坏模式 扩展有限元(xfem) 抗震安全评价 Koyna重力坝
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基于XFEM的损伤扩展模拟 被引量：11
11
作者 尹冠生 周肖飞 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期68-72,共5页
材料裂缝的扩展是一个经典的不连续问题,采用常规的有限元方法难以实现裂缝扩展过程的仿真模拟。为了解决常规方法的诸多弊端,XFEM方法引入水平集函数描述裂缝形态,实现了裂缝在单元内部的萌生与发展,解决了传统方法只能依赖单元生死来... 材料裂缝的扩展是一个经典的不连续问题,采用常规的有限元方法难以实现裂缝扩展过程的仿真模拟。为了解决常规方法的诸多弊端,XFEM方法引入水平集函数描述裂缝形态,实现了裂缝在单元内部的萌生与发展,解决了传统方法只能依赖单元生死来模拟裂缝扩展的难题。在扩展有限元方法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM方法模拟了弹性力学经典解中的有限大平板的裂缝问题,验证了XFEM方法的有效性;同时,模拟了三点弯梁的裂缝扩展过程。结果表明:扩展有限元方法能够有效地进行开裂过程仿真,逼真地模拟出裂缝的扩展行为,不受单元边界的制约,无需单元的局部加密,有效地减少了单元数量,节约了计算成本,为解决实际复杂问题提供了方便的途径。 展开更多
关键词 力学 xfem 数值方法 ABAQUS 裂纹扩展模拟
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改进型XFEM进展 被引量：10
12
作者 田荣 文龙飞 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期469-477,共9页
扩展有限元法(XFEM)在诞生后的十几年时间里,引起学术界和工业界的广泛关注,并已经成为目前裂纹分析的主流数值方法。然而,在实际应用中该法一直受到两方面的困扰,(1)总体方程高度病态;刚度阵条件数随网格尺寸呈h-6变化(普通有限元为h-2... 扩展有限元法(XFEM)在诞生后的十几年时间里,引起学术界和工业界的广泛关注,并已经成为目前裂纹分析的主流数值方法。然而,在实际应用中该法一直受到两方面的困扰,(1)总体方程高度病态;刚度阵条件数随网格尺寸呈h-6变化(普通有限元为h-2)。(2)裂尖强化插值由于能量一致性问题无法直接推广应用于动力学计算。前者表现在XFEM稳态问题的迭代求解收敛慢或难以收敛,后者长期以来导致XFEM裂纹扩展动力学计算实施困难。本文认为XFEM目前遇到的种种困难,均与单位分解引入的额外自由度相关。为此,提出了无额外自由度的单位分解插值格式,基于此格式,进一步构造出改进型扩展有限元方法。改进型XFEM具有如下特点,(1)可以消除原有XFEM的线性依赖性和总体方程病态的问题。(2)避免动力学问题中额外自由度引起的质量集中、零临界时间步长问题以及裂纹扩展过程中的能量一致性问题。本文结合静动力学测试问题综述上述改进。 展开更多
关键词 xfem 扩展有限元法 广义有限元 线性依赖 质量集中 动态裂纹扩展
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基于XFEM的盾构隧道管片开裂数值分析 被引量：4
13
作者 凌同华 毛琼柳 谢伟华 《交通科学与工程》 2016年第4期63-68,共6页
采用扩展有限元的方法,以3环管片结构为研究对象,探讨盾构隧道管片结构在外荷载作用下的破坏机理。研究结果表明:(1)盾构隧道管片在偏压位置发生外侧混凝土压溃破坏。随着偏压范围的扩大,结构破坏的范围扩大。(2)衬砌结构背后存在空洞,... 采用扩展有限元的方法,以3环管片结构为研究对象,探讨盾构隧道管片结构在外荷载作用下的破坏机理。研究结果表明:(1)盾构隧道管片在偏压位置发生外侧混凝土压溃破坏。随着偏压范围的扩大,结构破坏的范围扩大。(2)衬砌结构背后存在空洞,容易造成管片结构部分约束缺失。随着衬砌结构空洞范围的扩大,管片的破坏形式由内侧压溃破坏结合外侧拉裂破坏转变为以外侧拉裂破坏为主。(3)开裂管片的极限承载力比完整管片的少了40%,对结构变形产生了很大的影响。 展开更多
关键词 盾构隧道 管片结构 致裂机理 xfem
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基于XFEM的加载参数对棒料V型槽尖端起裂影响规律 被引量：8
14
作者 陈先锋 张立军 +4 位作者 张德培 王晓强 王旱祥 刘延鑫 刘永红 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期254-261,共8页
为了研究棒料V型槽尖端的起裂机理,利用ABAQUS软件,建立了带V型槽棒料三维有限元模型;采用扩展有限元法（XFEM）在未预制裂纹条件下对V型槽尖端起裂位置、起裂角和临界加载力的影响因素进行了分析。研究结果表明,棒料夹持位置到V型槽中... 为了研究棒料V型槽尖端的起裂机理,利用ABAQUS软件,建立了带V型槽棒料三维有限元模型;采用扩展有限元法（XFEM）在未预制裂纹条件下对V型槽尖端起裂位置、起裂角和临界加载力的影响因素进行了分析。研究结果表明,棒料夹持位置到V型槽中心轴的距离L1、加载位置到V型槽中心轴的距离L2和棒料直径D对裂纹的起裂位置影响很小,起裂位置处于接近V型槽底角半径的1/2处;L1越大、L2和D越小,起裂角越小。根据L1、L2和D对临界加载力的影响规律,给出了起裂时临界加载力的计算公式。最后,通过下料试验对仿真结果进行了验证,获得了合适的一节棒料加载参数L1为15 mm、L2为30 mm。 展开更多
关键词 低应力下料 裂纹起裂 加载参数 xfem 临界加载力
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基于损伤力学和XFEM的舰船蒸汽轮机叶片裂纹扩展研究 被引量：8
15
作者 李亚政 王峥 +3 位作者 孙亚非 张广辉 黄洪雁 刘占生 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期490-498,共9页
叶片作为舰船汽轮机的核心零部件,其在复杂工况下的低周疲劳寿命一直是备受关注的问题。传统的寿命预测方法大多是基于经验公式进行求解,没有考虑损伤累积对材料固有属性的影响,也没有对裂纹萌生和扩展过程进行全面的分析。文章以损伤... 叶片作为舰船汽轮机的核心零部件,其在复杂工况下的低周疲劳寿命一直是备受关注的问题。传统的寿命预测方法大多是基于经验公式进行求解,没有考虑损伤累积对材料固有属性的影响,也没有对裂纹萌生和扩展过程进行全面的分析。文章以损伤力学的基本理论为基础,考虑叶片实际非对称循环的工作状态,引入平均应力的概念,推导叶片低周疲劳寿命的计算公式以及损伤随循环次数变化关系的表达式。同时基于有限元分析软件ABAQUS,使用XFEM方法模拟叶片裂纹扩展并进行低周疲劳寿命分析,并与所给出的理论计算结果进行对比。结果表明,所建立的基于损伤力学的低周疲劳寿命计算结果与基于扩展有限元的裂纹扩展模拟结果吻合较好,其对于舰船汽轮机叶片等工程结构的寿命预测具有一定价值。 展开更多
关键词 疲劳寿命 损伤力学 xfem 裂纹扩展
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基于XFEM的混凝土保护层锈胀裂纹分析 被引量：5
16
作者 汪奔 王弘 +1 位作者 张志强 周蒙蛟 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期161-166,共6页
采用扩展有限元法(XFEM)和过盈装配的方式,建立了混凝土保护层非均匀锈胀开裂有限元模型。计算结果表明:首先在与钢筋接触的左右两侧10°~30°范围内形成包含数条微裂纹的裂纹带,对称于钢筋的中轴线背向发展,随着锈蚀程度的加深... 采用扩展有限元法(XFEM)和过盈装配的方式,建立了混凝土保护层非均匀锈胀开裂有限元模型。计算结果表明:首先在与钢筋接触的左右两侧10°~30°范围内形成包含数条微裂纹的裂纹带,对称于钢筋的中轴线背向发展,随着锈蚀程度的加深,在裂纹带形成一条斜向的主裂纹,从而导致保护层产生"楔形"破坏。通过对ABAQUS进行二次开发,提取了锈胀裂纹长度,发现裂纹长度与钢筋锈蚀率之间呈指数关系,指出裂纹发展可分为3个阶段(萌生区、扩展区和平缓区),应以裂纹进入平缓区的钢筋锈蚀率对结构进行评估,并给出了界限判据。与广惠高速公路沿线桥梁保护层剥落病害对比分析,验证了计算结果的精确性。 展开更多
关键词 混凝土保护层 钢筋锈蚀 裂纹 xfem 数值模拟 广惠高速公路沿线桥梁
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基于XFEM的寒潮作用下水闸开裂性状分析 被引量：4
17
作者 吕杨 张社荣 +1 位作者 于茂 李宏璧 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期95-100,共6页
水闸普遍存在着可见和不可见的裂缝,带裂缝工作是水闸的常态,当受到寒潮的影响时,已有的细微裂缝会连通、扩展,甚至贯穿整个闸墩,严重影响结构的安全性和耐久性。扩展有限元法(XFEM)通过富集非连续位移模式,使得非连续位移场的表征独立... 水闸普遍存在着可见和不可见的裂缝,带裂缝工作是水闸的常态,当受到寒潮的影响时,已有的细微裂缝会连通、扩展,甚至贯穿整个闸墩,严重影响结构的安全性和耐久性。扩展有限元法(XFEM)通过富集非连续位移模式,使得非连续位移场的表征独立于单元边界,可有效描述混凝土中的裂纹扩展。基于XFEM并结合热力耦合,研究了水闸在不同初始温度下,遭遇不同降温幅度及历时的寒潮作用时的渐进开裂破坏过程,并与某实际工程的开裂情况进行对比,数值模拟结果与现场情况基本吻合。研究结果表明,水闸遭遇寒潮时,靠近闸墩表面的温度与外界温度变化基本一致,靠近闸墩中心的温度变化较小,闸墩内外温差随着寒潮强度的增强而增大;闸墩混凝土的内表温差和约束是导致闸墩开裂的根本原因;裂缝分布在上下游墩头与底板相交的位置,随着寒潮强度的增强,裂缝与底板的夹角、长度及深度也随之增大,对水闸结构的不利影响也越大。因此,寒潮来临时应做好安全监测及混凝土防护工作,控制闸墩的温降以防止裂缝的开展。 展开更多
关键词 水闸 混凝土开裂 寒潮 扩展有限元法(xfem) 温降 耐久性
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基于XFEM的高强桥索钢丝冷拔裂纹扩展数值模拟 被引量：3
18
作者 殷晓磊 赵刚 +2 位作者 鲍思前 程剑 龚黎 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期58-64,共7页
基于有限元软件Abaqus,采用扩展有限元法(XFEM)分析高强桥索钢丝冷拔过程的裂纹扩展,研究裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂纹扩展路径和裂缝宽度的影响。结果表明:冷拔过程裂纹基本符合I型扩展规律,裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂... 基于有限元软件Abaqus,采用扩展有限元法(XFEM)分析高强桥索钢丝冷拔过程的裂纹扩展,研究裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂纹扩展路径和裂缝宽度的影响。结果表明:冷拔过程裂纹基本符合I型扩展规律,裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂纹扩展路径无显著影响;裂纹位置越靠近中心、裂纹角度数值越小、裂纹长度越长时,裂缝宽度越大;裂纹位置越接近表面、裂纹角度数值越大、裂纹越长时,裂纹闭合越晚。此外,通过预应力冷拔机进行钢丝表面不同角度预制裂纹扩展试验,分析裂纹扩展规律并通过α-γ、α-δ曲线验证了数值模型的可靠性。 展开更多
关键词 xfem 高强桥索钢丝 裂纹扩展 裂纹扩展路径 裂缝宽度 裂纹闭合
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基于XFEM的折弯片断裂仿真 被引量：2
19
作者 霍金东 王涛 +2 位作者 柳占立 由小川 庄茁 《计算机辅助工程》 2013年第A02期11-14,共4页
采用Abaqus的XFEM功能对折弯片的断裂问题进行仿真,断裂区为转角处的过渡区域.转角处圆弧的半径影响裂纹的开裂时间.裂纹的扩展路径具有任意性,细化网格下裂纹扩展方向不稳定,会超出断裂区.1阶单元和1阶减缩积分单元的分析结果比较接近... 采用Abaqus的XFEM功能对折弯片的断裂问题进行仿真,断裂区为转角处的过渡区域.转角处圆弧的半径影响裂纹的开裂时间.裂纹的扩展路径具有任意性,细化网格下裂纹扩展方向不稳定,会超出断裂区.1阶单元和1阶减缩积分单元的分析结果比较接近.通用静态分析比动态隐式分析效率更高一些.在端部压力的作用下,折弯片约在1 ms内开裂,8 ms完全断开.Cohesive element算法的裂纹路径较LEFM方法更平滑一些. 展开更多
关键词 xfem 断裂 网格 裂纹路径
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基于XFEM-CZM耦合法的胶接接头裂纹扩展分析及强度预测 被引量：3
20
作者 周伟 张超 甘淑媛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2121-2130,共10页
采用扩展有限元法(XFEM)和内聚力模型(CZM)相耦合的方法,分析胶接接头胶层内部裂纹扩展、界面脱粘分层现象。采用内聚力单元和内聚力接触描述胶层/板材界面,建立单/双搭接接头有限元模型。预测拉伸载荷下接头的强度性能并与已有试验数... 采用扩展有限元法(XFEM)和内聚力模型(CZM)相耦合的方法,分析胶接接头胶层内部裂纹扩展、界面脱粘分层现象。采用内聚力单元和内聚力接触描述胶层/板材界面,建立单/双搭接接头有限元模型。预测拉伸载荷下接头的强度性能并与已有试验数据对比分析,验证XFEM-CZM耦合法的可行性及内聚力单元和内聚力接触2种界面建模方法的有效性。模拟裂纹从胶层内部扩展至胶层/板材界面并引起界面脱粘分层的过程,分析其损伤失效机理。讨论初始裂纹长度和界面刚度、强度及应变能释放率对胶接接头强度性能的影响。结果表明:胶接接头强度随初始裂纹长度增加而降低,且在双搭接接头模型中表现更为明显;界面刚度、强度对胶接接头强度影响较大而应变能释放率的影响较小。 展开更多
关键词 胶接接头 扩展有限元法(xfem) 内聚力模型(CZM) 裂纹 界面脱粘
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