岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 467-476.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0706CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.0706
张宪成1,池宝涛1, 2, 3,于先泽1,郭前建1, 3,袁伟1, 3,张耀明4
ZHANG Xian-cheng1, CHI Bao-tao1, 2, 3, YU Xian-ze1, GUO Qian-jian1, 3, YUAN Wei1, 3, ZHANG Yao-ming4
摘要: 工程材料的失效直接影响装备及其构件的可靠性和安全性,且很难采用传统测量方法对其断裂行为进行准确预测。近场动力学作为一种新兴的积分型非局部连续介质力学理论,在模拟材料断裂失效问题上具有良好效果,但该方法不依赖于预生成的网格构造控制方程,在求解大规模问题时存在计算效率较低等挑战。为此,基于键型近场有限元法引入改进栅格法。针对含有任意裂纹的复杂实体模型,提出了基于改进栅格法的非结构网格划分方法,构建了以正交四边形为主的高质量网格自动划分。采用边界拟合算法实现了高质量实体边界拟合,解决了传统由外向内栅格法的实体边界拟合难题。另外,近场有限元法将键型近场动力学与非结构网格划分相结合,充分发挥近场动力学在表示材料非局部作用效应与非连续变形特征的天然优势,同时保持传统有限元法的节点快速遍历等特点。通过将近场有限元法与改进栅格法相结合,验证了该方法在对有限宽度板、L型板、双缺口板和中心缺口圆盘进行断裂损伤分析的有效性和可靠性。
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