Extraction of fracture mechanics parameters from FEM analysis: algorithms and procedures

В статье описываются новые алгоритмы и процедуры, предложенные для определения параметров механики разрушения на основе конечно-элементного анализа с использованием переопределенного метода. Используется многопараметрическое описание поля напряжений у вершины трещины. Показано, что алгоритмы и процедуры, основанные на многопараметрических представлениях полей напряжений в асимптотической форме, являются мощным инструментом надежного и точного определения масштабных множителей — параметров механики разрушения. Методика направлена на определение коэффициентов разложения ряда Вильямса из конечно-элементного анализа и основана на переопределенном подходе. Методология проиллюстрирована и применена к нескольким случаям образцов с трещинами. Приведены примеры конфигурации, исследованные с помощью метода цифровой фотоупругости. Результаты конечно-элементного анализа сравниваются с экспериментами, проведенными методом цифровой фотоупругости. Результаты находятся в хорошем согласии друг с другом. Напряжения, полученные методом конечных элементов, хорошо согласуются с изохроматическими картинами полос, полученными методом фотоупругости. Дано разъяснение для того, чтобы дать пользователю руководство о том, как лучше всего подходить к реализации метода с практической точки зрения.