巖石聲發(fā)射的擴展有限元法分析初探.pdf

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

2、而不考慮單元部分斷裂的情況。同時引入物理意義更為明確的影子節(jié)點，利用定義于該影子節(jié)點上的廣義自由度取代相應于跳躍函數(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穩(wěn)定積分方案。從而，含裂紋單元的計算在很大程度上可被簡化為普通有限元法的單元計算過程，程序?qū)崿F(xiàn)也得到相應簡化。給出了單邊裂紋動態(tài)擴展問題的數(shù)值模擬結(jié)果，定性分析了聲發(fā)射現(xiàn)象。
　　工作Ⅱ:
　　為進一步建立能夠定量分析聲發(fā)射現(xiàn)象的擴展有限元法數(shù)值模型，本文