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基于ABAQUS的H13钢裂纹扩展数值模拟

模具的断裂及裂纹萌生与扩展问题一直是影响模具寿命的重要因素。在扩展有限元法基本原理的基础上，以ABAQUS为平台，利用XFEM模拟模具钢H13的裂纹扩展问题，得到单边缺口拉伸试件的裂纹扩展过程及裂纹尖端的应力分布和变化曲线。研究载荷、裂纹长度、构件几何参数对裂纹尖端应力强度因子的影响，输出静态裂纹的应力强度因子，并与解析解进行比较。结果表明，扩展有限元法能够有效进行裂纹开裂及扩展过程的仿真。数值模拟不受单边边界条件的制约，无需单元的局部加密，有效减少单元数量，节省了计算成本。

关键词: H13钢 , XFEM , 裂纹扩展 , 应力强度因子 , 数值模拟

单轴拉伸作用下岩石裂隙起裂扩展的数值模拟

张海磊 , 邓青林 , 侯俊 , 赵国彦 , 雷明礼

黄金 doi:10.11792/hj20161007

地下采矿工程开挖对天然岩石是一种卸荷行为，卸荷后的岩石容易受到拉应力作用，造成岩石内部原生裂隙的扩张贯通，从而极大影响工程岩体稳定性。为研究拉伸作用下岩石内部裂隙的萌生演化规律，采用扩展有限单元法，对含不同裂隙倾角的岩石进行了模拟研究。结果表明：拉伸应力下岩石裂隙起裂主要受Ⅰ型应力强度因子控制，裂隙倾角越大，起裂越困难，相应的起裂角也越大；裂隙扩展时的扩展角保持不变，扩展方向与最大拉应力方向保持垂直。

关键词: 地下采矿工程 , 单轴拉伸 , 岩石裂隙 , 起裂扩展 , 扩展有限单元法

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