Phân tích bài toán nứt phẳng đàn hồi tuyến tính bằng phần tử hữu hạn mở rộng tứ giác nội suy kép (XCQ4)

Tóm tắt

Bài báo trình bày một phần tử hữu hạn mở rộng tứ giác (XCQ4) dựa trên thủ tục nội suy kép với ứng suất liên tục tại nút để mô phỏng trường ứng suất vùng lân cận đỉnh vết nứt hai chiều. Khác với phương pháp truyền thống, hàm xấp xỉ trong nghiên cứu này bao gồm giá trị tại nút và trung bình cộng giá trị đạo hàm của nó từ bước đầu tiên. Mục tiêu chính của bài viết này là nhằm giới thiệu một sự phát triển của phần tử CQ4 được công bố gần đây với kỹ thuật làm giàu nhằm tính chính xác hệ số cường độ ứng suất tại đỉnh nứt (SIFs). Sự chính xác của phần tử XCQ4 trong nghiên cứu này được chứng minh thông qua các ví dụ số có hình học từ đơn giản đến phức tạp. Độ chính xác cũng như tốc độ hội tụ thu được SIFS từ XCQ4 là cao hơn XQ4 truyền thống với điều kiện như nhau. Phần tử mới XCQ4 có thể được mở rộng và áp dụng cho các bài toán phức tạp hơn trong thực tế.