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基于自适应扩展等几何分析的隐式几何模型相场断裂分析。 (英语) Zbl 07820278号

概述:由于精度方面的挑战,通过添加制造方法生产的机械零件通常需要重新评估其强度。在本研究中,我们引入了一种基于隐式几何模型的自适应扩展等几何分析(XIGA)方法来评估结构强度。该方法与相场断裂理论无缝集成,用于评估零件断裂强度和复制裂纹扩展。研究包括二阶和四阶相场模型。四阶相场模型需要计算高阶相场导数,需要使用至少C1连续形状函数。通过应用等几何分析,这一前提条件很容易得到满足。此外,我们在该框架中使用层次T网格上的多项式样条(PHT样条)来实现局部层次细化。边界元的自适应细化有效地提供了精确的应力解,同时通过自适应细化裂纹附近的单元,大大提高了相场断裂分析的计算效率。数值示例验证了该方法在应力场解和断裂裂纹预测方面的卓越准确性。实验结果表明,该方法能够准确捕捉复杂多孔结构中裂纹的扩展。此外,我们提供了一个示意图,概述了评估额外制造组件的断裂强度的过程,从而强调了所建议方法的潜在用途。

MSC公司:

74平方米 等几何方法在固体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74卢比 断裂和损坏
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全文: 内政部

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