| 摘要 | 第4-7页 |
| ABSTRACT | 第7-10页 |
| 第一章 绪论 | 第14-28页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14-15页 |
| 1.2 断裂力学的基本理论 | 第15-20页 |
| 1.3 断裂力学的研究现状 | 第20-25页 |
| 1.3.1 国内外断裂力学的研究进展 | 第20-21页 |
| 1.3.2 目前常用的数值方法 | 第21-25页 |
| 1.3.2.1 有限元法(FEM) | 第21-22页 |
| 1.3.2.2 扩展有限元法(XFEM) | 第22页 |
| 1.3.2.3 边界元法(BEM) | 第22-23页 |
| 1.3.2.4 离散元法(DEM) | 第23-24页 |
| 1.3.2.5 无网格法(EFGM) | 第24页 |
| 1.3.2.6 流形元法(NMM) | 第24-25页 |
| 1.4 扩展有限元法的研究现状 | 第25-26页 |
| 1.5 本文研究的主要内容 | 第26-28页 |
| 第二章 弹塑性扩展有限元方法及程序实现 | 第28-42页 |
| 2.1 引言 | 第28页 |
| 2.2 扩展有限元法(XFEM)基本理论 | 第28-37页 |
| 2.2.1 位移模式 | 第28-29页 |
| 2.2.2 控制方程 | 第29-31页 |
| 2.2.3 平衡方程离散 | 第31-34页 |
| 2.2.3.1 支配方程 | 第31-32页 |
| 2.2.3.2 形函数求偏导 | 第32-34页 |
| 2.2.4 等参单元 | 第34-35页 |
| 2.2.5 单元分解法 | 第35-37页 |
| 2.3 弹塑性扩展有限元法程序实现(UEL) | 第37-41页 |
| 2.3.1 弹塑性裂纹扩展程序实现流程图 | 第37-38页 |
| 2.3.2 弹塑性非线性的实现 | 第38页 |
| 2.3.3 水平集法 | 第38-39页 |
| 2.3.4 积分方案 | 第39-41页 |
| 2.4 本章小结 | 第41-42页 |
| 第三章 不同裂纹形式的铸铁试件的单轴拉伸试验 | 第42-63页 |
| 3.1 引言 | 第42页 |
| 3.2 试验准备 | 第42-44页 |
| 3.2.1 试验材料和尺寸 | 第42-43页 |
| 3.2.2 试验设备和加载 | 第43-44页 |
| 3.3 材料力学性能的测定 | 第44-47页 |
| 3.4 建模所需弹塑性参数的确定 | 第47-49页 |
| 3.5 扩展有限元模拟计算分析 | 第49-50页 |
| 3.5.1 建立模型 | 第49页 |
| 3.5.2 结果对比 | 第49-50页 |
| 3.6 含不同裂纹形式式样的单轴拉伸试验 | 第50-59页 |
| 3.6.1 单边裂纹组 | 第51-52页 |
| 3.6.2 双边裂纹组 | 第52-54页 |
| 3.6.3 含裂纹材料的损伤分析 | 第54-59页 |
| 3.7 断口形貌分析 | 第59-61页 |
| 3.8 本章小结 | 第61-63页 |
| 第四章 弹塑性扩展有限元的精度分析 | 第63-81页 |
| 4.1 引言 | 第63页 |
| 4.2 基于应力强度因子的精度分析 | 第63-71页 |
| 4.2.1 算例的几何尺寸与基本参数 | 第63-64页 |
| 4.2.2 应力强度因子的计算方法 | 第64页 |
| 4.2.3 模型参数对精度的影响 | 第64-71页 |
| 4.2.3.1 网格大小(密度) | 第64-67页 |
| 4.2.3.2 富集区域大小 | 第67-68页 |
| 4.2.3.3 积分点个数 | 第68-71页 |
| 4.3 基于J积分的精度分析 | 第71-80页 |
| 4.3.1 算例的几何尺寸与基本参数 | 第71页 |
| 4.3.2 J积分的计算方法 | 第71-76页 |
| 4.3.3 对比等效积分区域法与位移外推法 | 第76-78页 |
| 4.3.4 模型参数对精度的影响 | 第78-80页 |
| 4.3.4.1 网格大小(密度) | 第78页 |
| 4.3.4.2 富集单元区域大小 | 第78-79页 |
| 4.3.4.3 积分点个数 | 第79-80页 |
| 4.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 第五章 基于扩展有限元的断裂准则研究 | 第81-88页 |
| 5.1 引言 | 第81页 |
| 5.2 弹塑性裂纹扩展的程序实现 | 第81-84页 |
| 5.2.1 J积分断裂准则 | 第81-82页 |
| 5.2.2 计算模型 | 第82-83页 |
| 5.2.3 裂纹扩展和塑性的引入的过程 | 第83-84页 |
| 5.3 算例分析 | 第84-87页 |
| 5.3.1 单边裂纹试件的扩展有限元模拟与试验分析 | 第84-86页 |
| 5.3.2 裂纹的起裂与扩展分析 | 第86-87页 |
| 5.4 本章小结 | 第87-88页 |
| 第六章 总结与展望 | 第88-91页 |
| 6.1 总结 | 第88-89页 |
| 6.2 展望 | 第89-91页 |
| 参考文献 | 第91-96页 |
| 致谢 | 第96-97页 |
| 攻读硕士期间参加的科研项目和论文发表情况 | 第97页 |