等几何分析与近场动力学耦合的壳结构裂纹扩展仿真算法

作者：夏阳; 王洪帅; 郑国君^*; 申国哲

来源：计算机辅助工程, 2022, 31(02): 26-33.

DOI：10.13340/j.cae.2022.02.005

• 等几何分析
• 近场动力学
• 裂纹扩展
• Reissner-Mindlin壳
• 耦合模型

提出适用于壳结构裂纹扩展仿真的等几何分析(isogeometric analysis, IGA)与近场动力学(peridynamic, PD)耦合模型，采用非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)函数精确描述几何模型，将整个模型分为裂纹扩展区域和非扩展区域。将裂纹扩展区域设置为近场动力学区域，基于非连续伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)有限元离散的PD Reissner-Mindlin(R-M)壳模型进行计算；在非扩展区域采用等几何分析R-M壳模型进行计算。基于力和力矩平衡原理，进行2个区域的耦合。IGA-PD壳耦合模型可以准确模拟壳结构中的裂纹扩展、分叉和合并过程，可提高计算效率。采用标准算例验证所提出算法的效率和准确性。

• 单位
  工业装备结构分析国家重点实验室; 大连理工大学