动态载荷下裂纹扩展的边界元模拟研究

"动态裂纹扩展的边界元模拟 - 黄祎丰，雷钧，杨庆生，仲红俊 - 国家自然科学基金资助" 本文详细探讨了如何利用时域边界元法（Time-Domain Boundary Element Method, TDBEM）来模拟动态裂纹扩展的过程，特别是在含缺陷结构受到动态载荷作用时的失效行为。动态裂纹扩展是一个复杂的现象，对于结构安全性和工程设计具有重要影响。作者黄祎丰、雷钧、杨庆生和仲红俊在他们的研究中采用了创新的方法来处理这个问题。 在动态裂纹扩展的模拟中，研究者依据最大周向应力准则来确定裂纹的扩展方向。这一准则通常用于预测裂纹在不同应力状态下的发展路径。同时，他们利用二分法迭代来计算裂纹扩展的瞬时速度，这是一种数值求解方法，可以有效地逼近裂纹尖端的速度值。 在每个扩展时间步，新的裂纹单元被动态地添加到模型中，以精确地捕捉裂纹的动态行为。这种技术允许模型随着时间的推移动态调整，从而更准确地反映裂纹的实时状态。为了验证这种方法的有效性，研究人员进行了三个实际算例的计算，并将计算结果与实验数据或已有数值模拟结果进行了对比。 此外，本研究得到了国家自然科学基金、青年基金和北京市自然科学基金等多个项目的资助，显示出其在学术界的重要性和影响力。作者黄祎丰，作为硕士研究生，专注于计算力学和断裂力学的研究；而雷钧讲师则在复合材料性能评价和动态断裂的数值模拟领域有深入研究。 总结起来，这篇论文通过时域边界元法提供了一种有效且精确的方法来模拟动态载荷下的裂纹扩展，对于理解和预防工程结构因动态裂纹扩展导致的失效具有重要意义。通过实证计算和验证，该方法的准确性和实用性得到了证实，为相关领域的研究提供了有价值的工具和参考。