[碩士]基于改進XFEM的路面反射裂紋斷裂分析

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　　[碩士]基于改進XFEM的路面反射裂紋斷裂分析　　學科專業(yè): 計算數(shù)學　　授予學位：碩士　　學位授予單位：寧夏大學　　學位年度：2010　　在采用半剛性基層瀝青路面的高速公路中，反射裂紋是破壞這種路面的性能和耐久性的主要原因，研究反射裂紋裂尖處的應力強度因子具有重要的理論意義和應用價值.改進擴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紋位置，按照結(jié)構(gòu)外形尺寸生成有限元網(wǎng)格，以裂尖漸進位移場函數(shù)改進裂紋尖端區(qū)域位移模式，避免了在裂紋尖端區(qū)域進行高密度網(wǎng)格剖分，提高了裂紋尖端區(qū)域解的精度，并在無后處理的情況下求解應力強度因子.　　本文在改進擴展有限元求解混合裂紋類型應力強度因子的基礎上，確定了不同的單一裂紋類型裂紋的裂尖漸進位移場函數(shù)，推導了單一裂紋類型改進擴展有限元求解應力強度因子的相關公式，使用罰函數(shù)法迫使裂尖單元處相關系數(shù)相等，確保近似位移更接近于裂尖區(qū)域的實際漸進位移場.　　通過編制Fortran程序，計算了受單向均勻拉應力的有限寬板條的應力強度因子，與公式計算的應力強度因子進行了比較，并模擬了瀝青路面反射裂紋求解應力強度因子，與有限元軟件Ansys的計算結(jié)果進行了比較.比較結(jié)果顯示，改進擴展有限元模擬瀝青路面反射裂紋求解應力強度因子的計算工作量大大降低，且具有很高的求解精度，是可行的.這為研究瀝青路面反射裂紋開辟了新的道路.

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