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脆性材料破坏过程的计算机模拟

孔铁全  
【摘要】: 本文对脆性材料的破坏过程进行了计算机模拟,模拟方法为有限元法。 本文的工作可分为三大部分:第一部分编制了四叉树法程序,通过它可对平面结构进行单元离散,快速自动生成质量较好的全四边形单元,并获得离散后的单元信息和节点信息,为有限元计算打下基础;第二部分利用面向对象方法编制了有限元计算程序,在破坏模拟过程中,利用它进行位移、应力分析;第三部分对脆性材料的破坏过程进行了模拟。模拟时,破坏准则和破坏模型的选择是两个关键,它们选择的是否得当关系到模拟结果的好坏。本文根据脆性材料的特性选取了第一强度理论作为破坏准则,并建立了一种适合于脆性材料的破坏模型,该模型假定在破坏单元的边界处产生一条裂纹,然后通过在裂纹面上加分布载荷来弥补虚拟产生裂纹时所释放的能量。最后由计算机绘图知识给出了材料的破坏形式。 对每部分的计算,本文都给出了算例,并对算例结果进行了详细的分析,从而验证了该计算机模拟方法的可行性和程序编写的正确性。


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