带裂缝梁的裂纹拓展分析开题报告

1. 研究目的与意义

工程结构损伤识别是一个重要课题，其理论意义和工程应用价值十分明显。改革开放以来我国经济建设飞速发展，科学技术水平也在迅速提高，在诸多领域里取得了举世瞩目的成就。与此同时，随着综合国力的不断增强，国家在能源、交通、水利及工业与民用建筑等基础设施领域不断投入巨额资金，进行了大规模建设。在看到我国能源、交通、水利和工业与民用建筑等领域取得巨大成就的同时，也应该对现役的基础设施状况有个清醒认识。

随着科技的进步及未来人类的需求，土木工程结构和基础设施正向着大型化、复杂化方向发展。如大跨度桥梁、超高层建筑、大跨空间结构、大型水坝、核电站、海洋采油平台以及输油、供水、供气等管网系统，它们使用期都长达几十年，甚至上百年。在其服役过程中，由于环境荷载作用，疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构不可避免的产生损伤累积、抗力衰减，从而使结构安全受到威胁，更为严重的是，有些结构的重要部件一旦发生损伤，它的破坏程度迅速发展，而在未及时发现的情况下，很快导致整个结构的毁坏，造成灾难性悲剧。

2008年5月12日，我国四川汶川发生里氏8.0级强烈大地震。地震造成人员重大伤亡，同时一些建筑物变成废墟，一些建筑设施发生不同程度的损伤。特别指出的是如果水库或是水电站大坝一旦在地震作用下发生损坏将会引发更大的灾难，不仅造成巨大的经济损失，而且还会夺去许许多多的宝贵生命；2008年初春发生的冰雪灾害，10kv以上杆塔损坏倒塌了300000多根，导致3330多万户，约1.1亿人口停电；今年2月6日，台湾高雄地震中，台南维冠大楼倒塌。是本次地震中最大的损害，其原因就是建筑时的偷工减料及后期安全检测的力度不够。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：固体结构中的裂纹仍然是由材料内部初始缺陷或在其使用寿命期间由疲劳引起，导致结构动力学特征的改变，本项目将运用有限元分析和实验测试方法，研究了带裂缝金属梁的裂纹位置、开裂程度的分析。主要是使用xfem裂纹拓展技术和实验相结合，对两者得出的数据进行比对分析，最终得到带裂缝金属梁的裂纹开裂位置和裂纹发展的规律。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

一、文献研究法。通过查阅各种相关资料，确定自己的研究方法和目的。收集整理相关资料，为之后研究做准备。

二、有限元模拟法。通过之前研究，使用abaqus建立有限元模型，得出有限元模拟结果。

4. 参考文献

[1] 王慰军. 基于abaqus的裂纹扩展仿真软件及应用[d]. 浙江大学, 2006.

[2] 康颖安. 断裂力学的发展与研究现状[j]. 湖南工程学院学报:自然科学版, 2006, 16(1):39-42.

[3] 刁浩峰. 基于xfem的裂纹扩展分析[d]. 浙江理工大学, 2014.

5. 计划与进度安排

【1】02月29日~03月20日 查阅相关资料；提交开题报告；

【2】03月21日~04月24日 学习软件；提交外文翻译初稿；

【3】04月25日~05月29日 建模与计算分析，实验测量；