| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 管道模型国内外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 断裂力学国内外研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 裂纹扩展数值方法国内外研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.4 向量式有限元法国内外研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第16-18页 |
| 2 向量式有限元基本理论 | 第18-32页 |
| 2.1 基本概念和假设 | 第18-19页 |
| 2.1.1 基本概念 | 第18页 |
| 2.1.2 基本假设 | 第18-19页 |
| 2.2 推导思路 | 第19页 |
| 2.3 平面三角形单元理论公式推导 | 第19-25页 |
| 2.3.1 节点运动控制方程 | 第19-21页 |
| 2.3.2 单元节点纯变形计算 | 第21-23页 |
| 2.3.3 单元节点内力计算 | 第23-25页 |
| 2.4 计算步骤和程序流程 | 第25-26页 |
| 2.4.1 计算步骤 | 第25-26页 |
| 2.4.2 程序流程 | 第26页 |
| 2.5 算例验证 | 第26-30页 |
| 2.6 本章小计 | 第30-32页 |
| 3 向量式有限元法模拟SHPB一维应力波传播 | 第32-45页 |
| 3.1 平面梁单元推导 | 第32-34页 |
| 3.2 霍普金森实验装置简化 | 第34-35页 |
| 3.3 SHPB杆撞击模型建立 | 第35-36页 |
| 3.4 程序流程图 | 第36-37页 |
| 3.5 撞击时间迭代步长分析 | 第37-38页 |
| 3.6 子弹和入射杆单元长度分析 | 第38-39页 |
| 3.7 算法时间迭代步长确定 | 第39-40页 |
| 3.8 结果及讨论 | 第40-44页 |
| 3.8.1 撞击过程模拟 | 第40-41页 |
| 3.8.2 入射杆应力波形模拟 | 第41-42页 |
| 3.8.3 入射杆与透射杆应力波形模拟 | 第42-43页 |
| 3.8.4 应力波传播模拟 | 第43-44页 |
| 3.9 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 向量式有限元法裂纹扩展模拟 | 第45-82页 |
| 4.1 线弹性断裂力学基本理论 | 第45-48页 |
| 4.1.1 裂纹的基本类型 | 第45-46页 |
| 4.1.2 应力强度因子的计算 | 第46页 |
| 4.1.3 断裂判据 | 第46-48页 |
| 4.2 向量式有限元法裂纹扩展分析 | 第48-57页 |
| 4.2.1 向量式有限元裂纹扩展总体设计思路及流程 | 第48-49页 |
| 4.2.2 前处理及数据的存储与输出 | 第49-50页 |
| 4.2.3 应力强度因子的计算 | 第50-52页 |
| 4.2.4 裂纹扩展检测以及新裂尖的确定 | 第52-54页 |
| 4.2.5 信息更新 | 第54-57页 |
| 4.3 应力强度因子的计算 | 第57-63页 |
| 4.3.1 单边裂纹平板受拉力作用 | 第57-60页 |
| 4.3.2 中心裂纹平板受拉力作用 | 第60-63页 |
| 4.4 裂纹扩展模拟 | 第63-81页 |
| 4.4.1 单边裂纹扩展研究 | 第63-67页 |
| 4.4.2 中心对称90°裂纹扩展研究 | 第67-71页 |
| 4.4.3 单边斜裂纹扩展研究 | 第71-77页 |
| 4.4.4 中心对称45°裂纹扩展研究 | 第77-81页 |
| 4.5 本章小结 | 第81-82页 |
| 5 市政管材裂纹扩展模拟 | 第82-91页 |
| 5.1 管道模型 | 第82-85页 |
| 5.1.1 管道应力分析 | 第82-83页 |
| 5.1.2 管道纵向拉伸 | 第83-84页 |
| 5.1.3 管道纵向弯曲 | 第84-85页 |
| 5.2 管道裂纹扩展模拟 | 第85-90页 |
| 5.2.1 管道纵向拉伸模拟结果分析 | 第86-88页 |
| 5.2.2 管道纵向弯曲模拟结果分析 | 第88-90页 |
| 5.3 本章小结 | 第90-91页 |
| 6 总结与展望 | 第91-93页 |
| 6.1 总结 | 第91页 |
| 6.2 展望 | 第91-93页 |
| 参考文献 | 第93-101页 |
| 作者简介 | 第101页 |
| 攻读硕士期间科研成果 | 第101页 |