[发明专利]基于VCCT确定不同裂纹长度的能量释放率的优化方法

说明书

本发明提供一种基于VCCT确定不同裂纹长度的能量释放率的优化方法，包括以下步骤：S1：在ABAQUS中建立复合式路面结构模型；在复合式路面模型上预设裂纹和裂纹参数，然后将所述复合式路面模型进行网格划分，其中，裂纹参数包括裂纹扩展方向、时间增量步和牵引开裂值；S2：从ABAQUS中提取复合式路面结构模型的裂纹扩展面的粘结节点并将所述粘结节点按照裂纹扩展路径重新排列，形成裂纹扩展节点矩阵；S3：根据所述裂纹扩展节点矩阵，在ABAQUS中计算不同裂纹长度对应的能量释放率。本发明实现在ABAQUS的单个模型中对不同裂纹长度对应的能量释放率的计算，具有建模工作量小、计算量小和精度高的有益技术效果。

技术领域

本发明属于道路工程数据处理技术领域，尤其涉及一种基于VCCT确定不同裂纹长度的能量释放率的优化方法。

背景技术

虚拟裂纹扩展分析技术(VCCT)是基于裂纹扩展时释放的能量等于将裂纹闭合一个扩展增量所需的功的假设的一种断裂力学分析方法，该方法假设虚拟裂纹尖端后面的展开位移和实际裂纹尖端后面的张开位移近似相等，通过虚拟裂纹扩展分析技术可获得应力或应变的精确解，但基于虚拟裂纹扩展分析技术现有的ABAQUS中的一个模型只能获得单一裂纹长度对应的能量释放率，无法在单个模型中获得不用裂纹长度对应的能量释放率，若要获得不同裂纹长度对应的能量释放率只能对不同裂纹长度进行建模，如计算n中裂纹长度对应的能量释放率，需要建立n个模型，这样大大增大了建模工作量和计算量，且对计算机的配置要求高。

因此，亟需一种基于虚拟裂纹扩展分析技术确定不同裂纹长度的能量释放率的优化方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于VCCT确定不同裂纹长度的能量释放率的优化方法以解决现有技术的不足。

本发明提供一种基于VCCT确定不同裂纹长度的能量释放率的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在ABAQUS中建立复合式路面结构模型；在复合式路面模型上预设裂纹和裂纹参数，然后将所述复合式路面模型进行网格划分，其中，所述裂纹参数包括裂纹扩展方向、时间增量步和牵引开裂值；

S2：从ABAQUS中提取所述裂纹扩展面的粘结节点并将所述粘结节点按照裂纹扩展路径重新排列，形成裂纹扩展节点矩阵；

S3：根据所述裂纹扩展节点矩阵，在ABAQUS中计算不同裂纹长度对应的能量释放率。

进一步，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：将位于预设裂纹两侧的粘结节点分别放置于L矩阵和R矩阵；所述粘结节点至少包括节点坐标和节点编号；

S22：将所述L矩阵按照列进行升序排列形成新的矩阵L1；将所述R矩阵按照列进行升序排列形成新的矩阵R1；

S23：将矩阵L1中的第三列赋值给矩阵NL，将矩阵R1的第三列赋值给矩阵NR；即将L1矩阵的节点编号赋值给矩阵NL，将R1矩阵的节点编号赋值给矩阵NR，即矩阵NL和矩阵NR为节点编号；

S24：定义列向量N1和N2:

S241：判断W与len的大小，其中，W为中间变量，其初始值为1，len表示矩阵NL中的元素个数或NR中的元素个数，若W小于等于len，进一步判断W除row的余数是否是1，其中，row＝len/col，col表示节点列数，若余数不是1，进入步骤S242，若余数是1，则进入步骤S243,若W大于len,则退出；

S242：N1[K]＝NL[W],N2[K]＝NR[W]，其中，K为列向量N1和N2的行数，W表示阵列NL和阵列NR的行数；

S243：W＝W+1,K＝K+1；

S244：重复步骤S241至步骤S243，直至W大于len退出；