岩石亚临界裂纹扩展应力强度因子Williams级数计算及数值模拟
Journal of Central South University（Science and Technology)（2014）
摘要
引入Williams级数,提出一种计算双扭试验中应力强度因子的新方法,并运用ANSYS数值模拟软件,对双扭试验进行数值模拟.通过理论分析和数值模拟2种方法,分别计算大理岩和花岗岩在亚临界裂纹扩展中的应力强度因子K'I和K”I.同时,将理论分析和数值模拟所得的应力强度因子K'I和K”I与试验所得的应力强度因子KI进行比较.研究结果表明:理论分析、数值模拟与试验这3种方法所得的应力强度因子均随裂纹的扩展而减小,与断裂力学理论相符;对于同一种岩石试样,理论分析所得的K'I与试验所得的K1的拟合曲线相比斜率偏小,但偏差较小;模拟所得的K”I与试验所得的KI的拟合曲线斜率基本一致,说明理论分析、数值模拟与试验过程中应力强度因子减小规律相同,能反映试验的基本过程,可见理论分析与数值模拟结果可靠,能为岩土工程稳定与时间的相关性研究提供依据.
更多关键词
subcritical crack growth, numerical simulation, double-torsion test, Williams series,stress intensity factor
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