起重机主梁裂纹扩展研究：近场动力学与有限元耦合模型

"基于近场动力学与有限元耦合模型的起重机主梁裂纹扩展研究" 在计算力学领域，模拟大型机械设备的裂纹扩展过程是一个关键的挑战。近场动力学（Peridynamics）和有限元方法（Finite Element Method, FEM）是两种常用的技术，各有优缺点。近场动力学在模拟裂纹扩展时能够处理非局部相互作用，避免了传统FEM在裂纹尖端处理的复杂性，但其计算效率相对较低。而FEM在模拟连续体结构方面表现出色，但在处理断裂和裂纹问题时则存在理论连续性和实际不连续性的矛盾。 刘亚东和许飞云的研究提出了一种创新的耦合模型，结合了这两种方法的优点。他们将近场动力学应用于起重机主梁裂纹的损伤区域，利用其对裂纹扩展的精确模拟能力，同时在模型的其他非损伤区域使用有限元方法，以提高整体计算效率。通过位移协调，确保了两个子区域的连接处的连续性，实现了两种方法的有效融合。 该耦合模型的应用体现在起重机主梁的裂纹扩展模拟上。起重机主梁是起重机的重要承载结构，裂纹的扩展对其安全性和使用寿命具有重大影响。通过此模型，可以更准确地预测裂纹的发展趋势，为设备的维护和安全性评估提供依据。为了验证模型的准确性，研究者使用了ANSYS这一流行的有限元分析软件进行了对比分析。 关键词涉及的领域包括机械设计制造及其自动化、近场动力学、有限元方法、耦合模型、裂纹扩展以及起重机主梁。这项工作对解决大型机械设备的裂纹模拟问题提供了新的思路，对于提升结构健康监测和故障诊断的精度具有重要意义。通过这种耦合方法，未来有可能实现对更多复杂结构裂纹问题的高效模拟，进一步推动工程安全和设备寿命预测技术的发展。