基于XFEM与Cohesive模型分析PBX裂纹产生与扩展

利用扩展有限元法(XFEM)分析PBX-9502带孔板状试件在整体压缩下由局部裂纹萌生到裂纹扩展全过程的开裂破坏机理。采用应力状态相关的强度面、非关联流动法则及Cohesive模型, 描述了材料在复杂应力状态下的非线性本构行为以及材料的破坏行为。进行了数值模拟结果与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)试验结果的对比。结果表明, 含孔洞的平板在整体压应力环境下孔洞周围产生局部拉伸应力, 这种拉伸条件导致局部裂纹萌生。数值模拟的裂纹发展趋势与试验结果相吻合, 包括裂纹时程的整体走势和拐点、启裂时刻、裂纹初期扩展速度等。基于扩展有限元方法和内聚模型法, 可模拟高聚物粘结炸药(PBX)含能材料的裂纹萌生、扩展