[碩士]基于改進(jìn)XFEM的路面反射裂紋斷裂分析

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內(nèi)容簡介

　　[碩士]基于改進(jìn)XFEM的路面反射裂紋斷裂分析　　學(xué)科專業(yè): 計算數(shù)學(xué)　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：寧夏大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　在采用半剛性基層瀝青路面的高速公路中，反射裂紋是破壞這種路面的性能和耐久性的主要原因，研究反射裂紋裂尖處的應(yīng)力強度因子具有重要的理論意義和應(yīng)用價值.改進(jìn)擴展有限元法基于有限元的基本框架，采用水平集方法描述裂紋位置，按照結(jié)構(gòu)外形尺寸生成有限元網(wǎng)格，以裂尖漸進(jìn)位移場函數(shù)改進(jìn)裂紋尖端區(qū)域位移模式，避免了在裂紋尖端區(qū)域進(jìn)行高密度網(wǎng)格剖分，提高了裂紋尖端區(qū)域解的精度，并在無后處理的情況下求解應(yīng)力強度因子.　　本文在改進(jìn)擴展有限元求解混合裂紋類型應(yīng)力強度因子的基礎(chǔ)上，確定了不同的單一裂紋類型裂紋的裂尖漸進(jìn)位移場函數(shù)，推導(dǎo)了單一裂紋類型改進(jìn)擴展有限元求解應(yīng)力強度因子的相關(guān)公式，使用罰函數(shù)法迫使裂尖單元處相關(guān)系數(shù)相等，確保近似位移更接近于裂尖區(qū)域的實際漸進(jìn)位移場.　　通過編制Fortran程序，計算了受單向均勻拉應(yīng)力的有限寬板條的應(yīng)力強度因子，與公式計算的應(yīng)力強度因子進(jìn)行了比較，并模擬了瀝青路面反射裂紋求解應(yīng)力強度因子，與有限元軟件Ansys的計算結(jié)果進(jìn)行了比較.比較結(jié)果顯示，改進(jìn)擴展有限元模擬瀝青路面反射裂紋求解應(yīng)力強度因子的計算工作量大大降低，且具有很高的求解精度，是可行的.這為研究瀝青路面反射裂紋開辟了新的道路.

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