基于虚拟裂纹闭合法提出了一种采用梁单元计算裂纹尖端节点力的方法.对含斜裂纹的薄板进行了计算,对比计算值及理论值得出,裂纹尖端应力强度因子的最大计算误差为0.72％,有较好的准确度.分析了不同网格尺寸对结果的影响,得出当裂纹的半径为3 mm时,裂纹尖端网格尺寸选为0.28 mm可以既满足精度要求,又能满足计算效率要求.同时对钢轨存在斜裂纹的情况进行了分析,得出车轮在横移4 mm的情况下,裂纹面的扩展以Ⅲ型开裂为主,两裂纹面以横向滑移为主,并且裂纹会从轨距角处向钢轨内侧扩展.采用本文所提出的方法可以减少后处理工作中可能产生的误差,提高计算效率,降低虚拟闭合法的使用门槛,为计算裂纹尖端节点力提供一种新的方法.
断裂力学 虚拟闭合法 有限元 梁单元 钢轨斜裂纹