◈ 裂纹分析中常用的数值计算方法 |
一般来说，工程分析中的裂纹分析，应力强度因子是其重要参量。应力强度因子与载荷大小、受载方式、裂纹长度、结构细节有关，通常采用数值方法来进行计算，以达到较真实地模拟实际结构的目标。
常用的数值计算方法有两种，一是边界元法，一是有限元法。
边界元法通过边界离散化和简化维度来进行计算，当所涉区域边界离散化，三维问题简化为二维问题（或二维问题简化为一维问题）后，计算的速度和准确性就大大增加。比较困难的地方是，边界元法必须在确定边界未知量后才能进行有效计算，这对于非线性问题来说是非常困难的。 目前使用更为广泛的数值计算方法是有限元法。尤其是在传统有限元法基础上针对裂纹问题发展出来的扩展有限元法和广义有限元法。两者都保留了传统有限元法的优点，前者基于单位分解法，引入增强函数；后者引入局部逼近函数和广义自由度，两者都能够不考虑结构内部细节直接依照结构外形生成网格进行计算，大大缩小了裂纹问题计算规模，简化了网格划分程序，提高了计算精确度，使裂纹动态分析成为可能。
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