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老年人及残障人士在全世界人口中占有一定的比例,这类弱势人群对康复医疗服务有着巨大的需求,其中就包括在洗浴困难时对洗浴辅具的需要,即借助机械的结构和运动辅助个人的移动和洗浴等动作。而在这一过程中,洗浴辅具装置会受到来自外界的力,经过力的循环加载,机械结构会发生疲劳失效甚至产生断裂,而裂纹的产生会严重影响机构的使用寿命,严重时甚至会危及人的安全,因此对结构疲劳裂纹扩展的研究以及裂纹扩展寿命的预测具有非常重要的意义。目前多采用基于断裂力学的有限元方法对裂纹进行数值模拟和分析,近年来兴起的扩展有限元法是一种在传统有限元法的基础上进行改进,能够求解非连续问题,处理局部变形和断裂等复杂力学问题的新方法。其核心思想是用跳跃函数及裂尖渐进位移函数改进的形函数对传统有限元形函数进行加强,来处理裂纹引起的不连续问题,使不连续场完全独立于网格,解决了有限元法处理裂纹问题存在的弊端,简化了裂纹扩展分析过程,提高了分析结果精度。本文基于扩展有限元法,对洗浴辅具的升降装置在使用过程中因疲劳导致的裂纹产生及裂纹扩展进行了研究,主要研究内容如下:首先介绍了扩展有限元的理论知识,介绍了断裂的基本模型,扩展有限元法基于单位分解的基本格式,水平集方法以及扩充形函数的构造,然后介绍了J积分和应力强度因子,最后介绍了裂纹的断裂判据。然后对洗浴辅具的升降装置进行了简单的机构设计,确定采用滚珠丝杠作为传动件,并根据现有洗浴床板及人机工程学原理,确定升降装置支撑板的尺寸和升降范围,并以此尺寸为参考建模。机构尺寸确定后,选用ABAQUS软件作为有限元分析软件,并用该软件建立洗浴辅具升降装置的模型,通过设置材料参数,分析步及边界条件及载荷,并划分网格,然后将模型提交分析,在结果应力云图中得到最大应力的值,以此确定初始裂纹位置,创建初始裂纹并设置XFEM参数,使得裂纹能够自动扩展,然后通过应力强度因子计算模型从产生初始裂纹到完全断裂的剩余寿命。