資源描述：
《《種模擬巖體裂紋擴(kuò)展的三角單元網(wǎng)格開裂技術(shù).》》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2015年第39卷中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vol.39No.3第3期JournalofChinaUniversityofPetroleumJun.2015文章編號:1673-5005(2015)03-0105-08doi:10.3969/j.issn.1673-5005.2015.03.014一種模擬巖體裂紋擴(kuò)展的三角單元網(wǎng)格開裂技術(shù)1121常鑫,程遠(yuǎn)方,夏強(qiáng)平,韓修廷(1.中國石油大學(xué)石油工程學(xué)院,山東青島266580;2.清華大學(xué)航空航天與工程力學(xué)系,北京100084)摘要:基于三角網(wǎng)格的幾何特征,提出一種利用有限元方法模擬巖體裂紋擴(kuò)展的三角單元網(wǎng)格開裂技術(shù)。該方法選取三角網(wǎng)
2、格進(jìn)行單元離散,采用遠(yuǎn)場圍線積分計(jì)算裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子,由最大周向應(yīng)力準(zhǔn)則確定裂紋擴(kuò)展方向,最后通過開裂單元的網(wǎng)格分裂或節(jié)點(diǎn)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)裂紋擴(kuò)展的數(shù)值模擬。以有限寬中心裂紋板、曲線翼型裂紋擴(kuò)展和含孔洞多裂隙巖體的裂紋擴(kuò)展為例進(jìn)行模擬驗(yàn)證。結(jié)果表明:在該方法中,裂紋可以直接劈開一個(gè)單元,或沿單元邊界擴(kuò)展,因此裂紋能夠不受初始網(wǎng)格的限制沿任意路徑擴(kuò)展;與現(xiàn)有的網(wǎng)格重構(gòu)算法相比,該方法只須對裂尖局部單元進(jìn)行網(wǎng)格開裂或節(jié)點(diǎn)移動(dòng),更加簡便、高效,該方法還具有較好的適用性,能夠準(zhǔn)確模擬拉伸、壓剪等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的裂紋萌生和擴(kuò)展。關(guān)鍵詞:有限元法;三角網(wǎng)格開裂;裂紋擴(kuò)展;數(shù)值模擬中圖分類號:TU457文
3、獻(xiàn)標(biāo)志碼:A引用格式:常鑫,程遠(yuǎn)方,夏強(qiáng)平,等.一種模擬巖體裂紋擴(kuò)展的三角單元網(wǎng)格開裂技術(shù)[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2015,39(3):105-112.CHANGXin,CHENGYuanfang,XIAQiangping,etal.Atriangularmeshsplitmethodforsimulatingcrackpropagationinrockmatrix[J].JournalofChinaUniversityofPetroleum(EditionofNaturalScience),2015,39(3):105-112.Atriangularmeshsplitm
4、ethodforsimulatingcrackpropagationinrockmatrix1121CHANGXin,CHENGYuanfang,XIAQiangping,HANXiuting(1.SchoolofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China;2.DepartmentofEngineeringMechanicsinTsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Basedonthegeometricalcharacteristics
5、oftriangularmeshes,atriangularmeshsplitmethodwasproposedtosimu-latethepropagationofcracksinrockmatrix.Firstly,therockmatrixwithprimarycrackswasdividedbytriangularelements.Thenthestressintensityfactorswerecalculatedusingafar-fieldcontourintegral,andtheorientationofthecrackpropagationcanbedetermin
6、edviathemaximumcircumferentialstresscriterion.Finally,thenumericalsimulationofcrackpropagationwasrealizedbythemeshsplittingornodemovement.Theapplicabilityofthetriangularmeshsplitalgorithmwasverifiedincasestudies,includingthecrackpropagationinacentrallycrackedpanelwithafinitewidth,alongcurvedwing
7、sandinamulti-fracturedrockmatrixwithholes.Theresultsshowthatthecrackcansplitaunitelementorcanbeextendedalongthemeshboundary,thereforethecrackcanbeextendedalongarbitrarypathwithoutthelimitationoftheoriginalmesh.Comparedwithth
