[硕士]基于改进XFEM的路面反射裂纹断裂分析

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内容简介

　　[硕士]基于改进XFEM的路面反射裂纹断裂分析　　学科专业: 计算数学　　授予学位：硕士 　　学位授予单位：宁夏大学　　学位年度：2010　　 在采用半刚性基层沥青路面的高速公路中，反射裂纹是破坏这种路面的性能和耐久性的主要原因，研究反射裂纹裂尖处的应力强度因子具有重要的理论意义和应用价值.改进扩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纹位置，按照结构外形尺寸生成有限元网格，以裂尖渐进位移场函数改进裂纹尖端区域位移模式，避免了在裂纹尖端区域进行高密度网格剖分，提高了裂纹尖端区域解的精度，并在无后处理的情况下求解应力强度因子.　　 本文在改进扩展有限元求解混合裂纹类型应力强度因子的基础上，确定了不同的单一裂纹类型裂纹的裂尖渐进位移场函数，推导了单一裂纹类型改进扩展有限元求解应力强度因子的相关公式，使用罚函数法迫使裂尖单元处相关系数相等，确保近似位移更接近于裂尖区域的实际渐进位移场.　　 通过编制Fortran程序，计算了受单向均匀拉应力的有限宽板条的应力强度因子，与公式计算的应力强度因子进行了比较，并模拟了沥青路面反射裂纹求解应力强度因子，与有限元软件Ansys的计算结果进行了比较.比较结果显示，改进扩展有限元模拟沥青路面反射裂纹求解应力强度因子的计算工作量大大降低，且具有很高的求解精度，是可行的.这为研究沥青路面反射裂纹开辟了新的道路.

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