裂纹扩展过程中线性内聚力模型计算的半解析有限元法

作者：王承强; 郑长良

来源：计算力学学报, 2006, (02): 146-151.

• 哈密顿体系
• 裂纹扩展
• 内聚力
• Dugdale模型
• 虚拟裂缝模型
• 半解析有限元法 Hamiltonian system
• crack propagation
• cohesive force
• dugdale model
• fictitious crack model
• semi-analytical finite element method

提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂纹表面作用有双线性内聚力的平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题。典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。