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边界与载荷条件的关系

【摘要】:细观模型的边界条件和损伤断裂模式有比较直接的关系,本节在模型左、右两端考察了三种边界条件对计算结果的影响。在上端采用垂直位移加载控制来模拟单轴拉伸和压缩条件。在下端施加垂直方向约束。计算结果和Arora 等[16]得到的结论一致。图8-16拉伸载荷下三种边界条件的计算结果自由边界;耦合直边;周期性边界图8-17压缩载荷下三种边界条件的计算结果自由边界;耦合直边;周期性边界

细观模型的边界条件和损伤断裂模式有比较直接的关系,本节在模型左、右两端考察了三种边界条件对计算结果的影响。三种边界条件如图8-15 所示,分别为:①自由边界;②耦合直边u(0,y)=u(0,Ly),u(Lx,y)=u(Lx,Ly);③周期性边界u(Lx,y)=u(0,y)+u(Lx,0)。其中,u 为位移,L 为模型长度。在上端采用垂直位移加载控制来模拟单轴拉伸和压缩条件。在下端施加垂直方向约束。空间内各个方向上的平均应力为加载方向所有的积分点应力的平均值,即。而应变是根据加载端的变形计算的,即εy=uy/Ly,其中,uy为上端伸长位移,Ly为模型Y 方向长度。

图8-15 载荷与自由边界、耦合直边和周期性边界的关系

(a)自由边界;(b)耦合直边

图8-15 载荷与自由边界、耦合直边和周期性边界的关系(续)

(c)周期性边界

图8-16 和图8-17 的计算结果表明,自由边界和耦合直边裂纹损伤断裂模式一致,而周期性边界条件下的裂纹损伤断裂模式不同,这主要是周期性边界适用于周期性结构模型,由于我们使用的模型是任意的,不是周期性的,因此周期性边界在本模型上是不适用的。计算结果和Arora 等[16]得到的结论一致。

图8-16 拉伸载荷下三种边界条件的计算结果

(a)自由边界;(b)耦合直边;(c)周期性边界

图8-17 压缩载荷下三种边界条件的计算结果

(a)自由边界;(b)耦合直边;(c)周期性边界