巖石聲發(fā)射的擴(kuò)展有限元法分析初探.pdf

1、本論文包括兩部分工作:其一為簡(jiǎn)化擴(kuò)展有限元法(XFEM)，并在程序上得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)聲發(fā)射現(xiàn)象進(jìn)行定性分析;其二為提出一個(gè)聲發(fā)射現(xiàn)象定量分析的擴(kuò)展有限元數(shù)值模型。
　　工作Ⅰ:
　　針對(duì)裂紋問(wèn)題，傳統(tǒng)的XFEM在有限元法框架下，引入跳躍函數(shù)和裂尖漸進(jìn)位移場(chǎng)函數(shù)兩種擴(kuò)充形函數(shù)分別描述裂紋面和裂尖。本文對(duì)其實(shí)施兩方面的簡(jiǎn)化:一是在插值空間中僅加入描述間斷的跳躍函數(shù)而省略裂尖漸進(jìn)位移場(chǎng)基函數(shù);二是僅考慮單元完全開(kāi)裂（裂紋貫穿整個(gè)單元）

2、而不考慮單元部分?jǐn)嗔训那闆r。同時(shí)引入物理意義更為明確的影子節(jié)點(diǎn)，利用定義于該影子節(jié)點(diǎn)上的廣義自由度取代相應(yīng)于跳躍函數(shù)的精化自由度，并考慮裂紋面上的內(nèi)聚力，采用沙漏控制的一點(diǎn)穩(wěn)定積分方案。從而，含裂紋單元的計(jì)算在很大程度上可被簡(jiǎn)化為普通有限元法的單元計(jì)算過(guò)程，程序?qū)崿F(xiàn)也得到相應(yīng)簡(jiǎn)化。給出了單邊裂紋動(dòng)態(tài)擴(kuò)展問(wèn)題的數(shù)值模擬結(jié)果，定性分析了聲發(fā)射現(xiàn)象。
　　工作Ⅱ:
　　為進(jìn)一步建立能夠定量分析聲發(fā)射現(xiàn)象的擴(kuò)展有限元法數(shù)值模型，本文