基于整体位移模式的平面裂纹结构数值模拟方法

来源：计算力学学报杂志2018年第2期北京时间：

作者：郭聪,罗景润

单位：中国工程物理研究院 总体工程研究所, 绵阳 621900,中国工程物理研究院 总体工程研究所, 绵阳 621900

摘要：对于平面裂纹问题，针对扩展有限元法和无网格伽辽金法的不足，从结构的整体位移模式出发，提出了一种新的数值模拟方法。在整个求解域内构造其试探函数，并引入裂纹修正项描述裂尖处的奇异性和裂纹面的强间断特性；同时，提出了一种新的强制边界条件施加方法，通过引入位移边界水平集函数，将位移边界条件包含在近似位移场的表达式中，有效地解决了位移边界条件问题，减小了刚度矩阵的阶数，非常方便地消除了刚度矩阵的奇异性，降低了线性方程组的求解难度。含裂纹矩形平板结构的数值算例验证了该方法的有效性。

关键词：数值模拟,扩展有限元法,无网格伽辽金法,整体位移模式,刚度矩阵,裂纹,