颗粒增强复合材料的扩展有限元模拟方法

作者：应宗权; 杜成斌; 王友元

来源：水利学报, 2011, 42(02): 198-203.

DOI：10.13243/j.cnki.slxb.2011.02.004

• 扩展有限元法
• 颗粒增强材料
• 水平集函数
• 数值积分 extended finite element method
• particle reinforced composite
• level set method
• numerical integration

为了简化颗粒增强复合材料的单元划分问题,采用扩展有限元的富集技术模拟材料的非均质性。在扩展有限元理论框架下,无须严格按照材料的几何边界划分计算网格,从而使单元划分十分简便。利用水平集函数来表征夹杂材料的几何界面,并构造富集函数以修正与材料界面相交单元的形函数。对于包含多种材料的单元,只需要进行单元分解,分区域形成单元刚度矩阵。阐述了扩展有限元位移模式的构造,支配方程的建立以及数值积分方案等。最后,分别应用扩展有限元和常规有限元方法模拟了单轴受拉的颗粒增强材料,计算结果表明扩展有限元方法是简单有效的。

• 出版日期2011
• 单位中交四航工程研究院有限公司; 河海大学; 土木工程学院