基于XFEM的疲劳裂纹扩展分析与应用

"长方形板偏心斜裂纹受均匀拉伸-c++ gui qt4编程（第二版）电子书pdf" 本文主要讨论了基于改进的 XFEM（Extended Finite Element Method）技术在疲劳裂纹扩展分析中的应用，特别是针对45°偏心斜裂纹在均匀拉伸下的扩展情况。XFEM 是一种扩展传统有限元方法的技术，它能够有效地处理裂纹或断裂问题，无需预先定义复杂的裂纹路径。 在疲劳裂纹扩展理论方面，文章提到了多种准则，包括能量释放率准则、应变能密度因子准则以及一系列基于应变、位移的复合型裂纹扩展法则，如最大拉应变法则、广义应力强度因子法则、复合型弹塑性位移法则和复合型裂纹扩展的应变能法则。这些准则在分析裂纹的扩展行为时起到关键作用，它们通过比较不同准则下的数值来预测裂纹的生长趋势。 在ABAQUS这一大型有限元软件中，XFEM被用来模拟疲劳裂纹扩展过程。在设置中，通过创建“Crack”集合并选择相应的计算模型，采用牵引分离损失法与最大主应力法则，以最大主应力84.4 MPa作为损伤启动的标准。模型选择为基于位移的、线性软化的、混合模式的独立体，确保了模型的物理准确性和计算的稳定性。为了保证计算的收敛性，设置了几何非线性（Nlgeom）并采用载荷步增量0.01，确保外载荷的均匀施加。 具体到45°偏心斜裂纹扩展的仿真，文中可能包含了对三维和二维平面模型的描述，尽管这部分内容未提供详细细节。这些模型能够帮助理解裂纹在不同条件下的扩展行为，为实际工程问题提供参考。 论文作者李凤翔在导师李有堂教授的指导下，针对机械制造及其自动化领域的抗疲劳设计进行了研究，通过XFEM分析应力强度因子和疲劳裂纹扩展，以期提高结构的耐久性和安全性。论文提交于2016年，表明了这一研究主题在当时具有较高的学术价值和技术实用性。 这篇资源涉及的知识点包括： 1. 疲劳裂纹扩展理论：能量释放率、应变能密度因子、最大拉应变法则等裂纹扩展准则。 2. XFEM技术：用于模拟裂纹扩展，无需预先定义裂纹路径，提高了分析的灵活性。 3. ABAQUS软件应用：在疲劳裂纹扩展分析中的设置和计算策略，包括裂纹集合、计算模型选择、损伤起始标准和载荷步增量。 4. 偏心斜裂纹扩展仿真：对三维和二维模型的分析，揭示裂纹在不同条件下的扩展行为。 5. 抗疲劳设计：研究目标，旨在改善结构的疲劳寿命和可靠性。 这篇内容对于理解裂纹扩展的理论基础、XFEM的应用以及在实际工程中的疲劳分析具有重要的参考价值。