三维中的裂纹具有任意形状，因此给数值建模带来了困难。本文提出了一种新的自适应裂纹粒子法，该方法能够显式而准确地描述三维裂纹。在这种无网格法中，裂纹面由一组与颗粒相关的不连续段来描述。这组粒子被假设为全部被“裂解”，并被分成两个具有修改的支撑域的亚粒子。与原来颗粒上球面支承等分的方法相比，该方法利用了非平面分段来考虑裂纹面方向的变化。利用三角网格记录了裂纹扩展过程中各节段的方位和裂纹角度的变化。根据这些变化对权函数的支承进行了修改，从而可以得到准连续的裂纹面，避免了以前的CPM中出现的虚假裂纹。然后引入了一种三维自适应方法来捕捉裂纹前缘周围的应力梯度。对几个具有参考结果的三维裂纹问题进行了测试，验证了该方法的有效性，并取得了较好的一致性，表明该方法是预测三维裂纹潜在问题的一个的重大进步。





图1 裂纹扩展步骤





图2 原CPM和拟议CPM之间的结果比较

三维中的裂纹具有任意形状，因此给数值建模带来了困难。本文提出了一种新的自适应裂纹粒子法，该方法能够显式而准确地描述三维裂纹。在这种无网格法中，裂纹面由一组与颗粒相关的不连续段来描述。这组粒子被假设为全部被“裂解”，并被分成两个具有修改的支撑域的亚粒子。与原来颗粒上球面支承等分的方法相比，该方法利用了非平面分段来考虑裂纹面方向的变化。利用三角网格记录了裂纹扩展过程中各节段的方位和裂纹角度的变化。根据这些变化对权函数的支承进行了修改，从而可以得到准连续的裂纹面，避免了以前的CPM中出现的虚假裂纹。然后引入了一种三维自适应方法来捕捉裂纹前缘周围的应力梯度。对几个具有参考结果的三维裂纹问题进行了测试，验证了该方法的有效性，并取得了较好的一致性，表明该方法是预测三维裂纹潜在问题的一个的重大进步。





图1 裂纹扩展步骤





图2 原CPM和拟议CPM之间的结果比较