[發明專利]一種模擬固體材料熱破裂方法有效
| 申請號: | 201810632272.1 | 申請日: | 2018-06-19 |
| 公開(公告)號: | CN109101675B | 公開(公告)日: | 2023-05-26 |
| 發明(設計)人: | 嚴成增 | 申請(專利權)人: | 中國地質大學(武漢) |
| 主分類號: | G06F30/23 | 分類號: | G06F30/23;G06T17/20 |
| 代理公司: | 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238 | 代理人: | 曹雄 |
| 地址: | 430000 湖*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 模擬 固體 材料 破裂 方法 | ||
1.一種模擬固體材料熱破裂方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1.對固體材料進行網格劃分,將固體材料劃分為多個實體單元;
S2.在步驟S1中劃分得到的實體單元之間設置起粘結作用的節理單元或者界面單元;
S3.將經過步驟S2處理的固體材料進行熱破裂模擬,設置模擬的材料參數、溫度初值條件和邊界條件、荷載邊界和位移邊界;
S4.將步驟S2設置的節理單元或者界面單元視為不存在,進行熱傳導計算,得到溫度分布;
S5.根據溫度分布計算熱應力;
S6.將熱應力作為體荷載施加在實體單元上計算應力場;
S7.根據應力場判斷節理單元或界面單元是否斷裂;
S8.將斷裂的節理單元或界面單元刪除,循環重復步驟S1-S7,即能實現固體材料熱破裂的模擬。
2.根據權利要求1所述的模擬固體材料熱破裂方法,其特征在于,所述步驟S1中,固體材料采用四面體、六面體、三維voronoi、三角形、四邊形、其他任意多邊形或者多面體中的一種或多種進行網格劃分。
3.根據權利要求1所述的模擬固體材料熱破裂方法,其特征在于,所述步驟S4中,采用有限元、有限差分、有限體積或管網模型進行熱傳導計算。
4.根據權利要求1所述的模擬固體材料熱破裂方法,其特征在于,所述步驟S5中,熱應力的計算公式為:
Δσij=-δij3KαΔT
式中:Δσij為熱應力增量,i=1,2,3,j=1,2,3,K為體積模量,α為熱膨脹系數,ΔT為溫度改變量,δij為置換張量。
5.根據權利要求4所述的模擬固體材料熱破裂方法,其特征在于,所述步驟S6中,應力場通過有限元、離散元、有限差分、快速拉格朗日、有限元離散元耦合方法、連續-非連續方法、非連續變形分析或數值流形方法計算。
6.根據權利要求1所述的模擬固體材料熱破裂方法,其特征在于,所述步驟S7中,節理單元或者界面單元上的應力達到抗剪強度或者抗拉強度時,節理單元或界面單元斷裂,裂縫沿著節理單元或界面單元的邊界生成。
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