本文开发了一种使用p型有限元分析的自适应重网格技术,以预测具有高度不规则裂纹前沿几何形状的裂纹的扩展。为了表示裂纹前沿的形状,用高分辨率样条代替了常用的椭圆,这使得使用自动网格生成迭代的模拟具有曲率局...
裂纹和温度对 FGM 板自由振动的影响
根据对称抛物线函数,研究了具有非线性变厚度的含裂纹的梯度材料(FGM)板在不同温度下的自由振动参数,本文的公式是根据三阶剪切变形理论和破坏力学中的相场理论开发的。将本方法的结果与现有文献进行比较以进行...
应力扰动下非均质油储层水力压裂行为机理数值分析
水力压裂是改变致密储层渗透率的关键技术。本文改进了离散元流固耦合方法,在非均质储层边界应用正弦应力波模拟扰动。研究了应力波频率对水力压裂过程中裂纹扩展方式的影响和不同原位应力比下试样内部应力的变化情况...
力学非均质性对非常规气藏中水力裂缝扩展的影响
非常规气藏的力学非均质性是影响水力裂缝成核和扩展的重要因素。已证明数值计算中忽略力学非均质性会导致与实际裂缝扩展存在巨大偏差。本文中采用扩展有限元方法(XFEM)模拟非均质油储层中水力裂缝的扩展。研究...
使用 EFEM 和 XFEM 对单晶中动态裂纹扩展的验证模拟
陶瓷和地质材料等脆性和准脆性材料会在冲击事件中通过动态裂纹扩展而失效。此类事件的模拟在许多应用中都很重要。本文通过在单晶石英上进行的冲击实验以及使用 X 射线相衬成像 (...
弹性多晶微结构中裂纹扩展的耦合相场有限元模型
本文旨在发展一个耦合的有限元-相场模型框架,用于模拟各向异性弹性材料在有限变形条件下裂纹相拉-压不对称的断裂过程。基于相场序参量相关的弹性格林-拉格朗日应变张量,提出了一种新的亥姆霍兹自由能密度。它适...
结合XFEM和相场模型的天然裂缝地层水力压裂混合数值方法
本文提出了一种在具有摩擦和胶结天然裂缝的非常规页岩地层中模拟水力裂缝扩展的混合方法。该混合方法结合了扩展有限元法( XFEM )和相场法( PFM )两种有前途的方法,分别求解不连续和连续水力压裂公式...
具有拉格朗日乘数和显式损伤更新的粘性材料分布裂纹的稳定扩展/广义有限元方法
在扩展/广义有限元方法的框架内,开发了一种灵活、通用且稳定的混合公式来模拟粘性颗粒材料的分布开裂。位移场在每个颗粒上分别离散,颗粒间界面上位移场和牵引力场的连续性由拉格朗日乘数加强。针对双线性四边形单...
非线性橡胶类材料层状结构裂纹扩展的相场和内聚区组合模型方法
高新技术产品的开发往往需要对具有分层排列的结构部件进行优化。本研究的主要重点是分析薄层-柔性基板系统中可能发生的破坏机制:裂纹在层间扩展、界面分层和混合模式机制。针对超弹性材料提出的相场(PF)方法,...
模拟固体断裂和尺寸效应的模型缩放法:内聚区,弥散裂缝带,相场模型
尽管有许多值得注意的贡献,但任意裂缝构型的计算建模,特别是准脆性固体中尺寸效应的量化,仍然是一个具有挑战性的问题。在这项工作中,我们提出了一种模型缩放方法来模拟固体中的裂缝和尺寸效应。它只采用几何变换...