位错的扩展有限元法及其在界面问题中的应用

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YAOGUOCHUN
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
扩展有限元方法(XFEM)诞生于1999年,传统有限元方法虽然已经非常完善,但其在处理不连续问题例如界面、裂纹、孔洞和夹杂等时,却存在诸多困难,而扩展有限元方法则是用扩充过的带有不连续性质的形函数基数来表示不连续面,不连续场的描述完全独立于模型的网格边界,这使得扩展有限元法在处理非连续问题上具有得天独厚的优势。由于位错实际上也是材料内的一种非连续缺陷,因此对于位错问题同样可以使用扩展有限元法来计算。  本文采用自编的Matlab扩展有限元程序实现了对位错问题的模拟,探究了两种形式的扩充形函数的区别,并且在Belyschko等人的基础上对扩充形函数进行了一定的修改,并且首次实现了各向异性材料下位错的模拟。主要内容包括:⑴利用Matlab程序首先实现了阶跃形函数扩充扩展有限元程序,将计算的结果与解析解进行了应力场的对比以及Peach-Koehler力的对比,初步表明了扩展有限元对于位错的适用性以及准确性。⑵在阶跃形函数扩充程序的基础上实现了位错芯形函数扩充扩展有限元程序,对于受位错芯形函数影响的混合单元提出了有别于与Belyschko等人的新处理方法,对于斜滑移系在计算过程中出现的应力不连续问题同样提出了自己的处理方法,经过对比新方法处理前后的计算结果,表明了新处理方法的正确性。然后利用完善后的程序对位错与夹杂以及孔洞等之间的相互作用进行了计算,进一步表明了其计算的准确性。⑶利用各平面向异性材料参数下的刃型位错解析解位移场得出了各向异性材料的位错芯扩充形函数,将其用Matlab程序实现并首先将计算的应力场与解析解结果进行了对比,结果表明此各向异性位错芯扩充形函数是适用与各向异性材料的,最后在各向异性材料下对位错与孔洞夹杂的相互作用进行了一些研究。
其他文献
窄轨工矿电机车是一种重要的运输工具,主要用于采掘产业和隧道工程。目前我国窄轨工矿电机车大部分还一直沿用串激直流电机进行调速控制,这种调速方式是有级的,调速时有大量
在家校共建的大背景之下,班主任如何与学生交流,以实现学生的长远、全面发展?如何与家长沟通,以实现孩子成人成才的共同期望?笔者认为以下两方面值得班主任思考与努力.
期刊
语音通信是人类通信最基本、最重要的方式之一。通信技术的高速发展,频率资源变得更加宝贵,语音编码技术可以压缩语音信号的传输带宽,增加通信系统的容量。随着第三代移动通
学校与家庭之间,是教育合作伙伴的关系;教师与家长之间,既是指导者与被指导者的关系,又是教师为家长服务的关系.下面是笔者所在地区中小学开展家庭教育指导工作的一些尝试.
期刊
怀素是一位艺术家,也是早期的行为艺术家或者说是表演艺术家。中国古代的书法家大多都同时精于诗书画甚至音乐,唐朝的书法名家无一不是诗文并茂,贺知章、李白、王维等大诗人
土木工程中有很多结构在使用过程中会发生不同程度的损伤,存在安全隐患,可能会造成重大工程事故。近年来我国输电线路得到迅速发展,建设输电塔的范围越来越大,输电塔在我们的
学位
统一潮流控制器(UPFC)是灵活交流输电系统(FACTS)中,最具代表性和最多样化的装置。它能实现对输电系统的电压、阻抗、功角、有功功率和无功功率参数的快速动态调节,扩大输电系统的输送能力,提高电力系统的稳定性,优化电力系统运行,是当前FACTS的研究热点之一。本文详细分析了UPFC的基本原理、模型实现和控制系统,并在考虑电容器动态作用的UPFC模型基础上,结合传统的PID控制,采用d-q解耦控制
本文通过对荣华二采区10
环境振动的频谱较宽且来源复杂,要求减振装置能具备多向减振、宽频减振和主动调控的功能。本文利用周期性结构的滤波特性和压电材料的力电耦合特性,提出了一种兼备被动隔振带隙