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相似文献
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1.
利用Schmidt方法研究压电材料Ⅰ-型界面裂纹问题   总被引:1,自引:1,他引:0  
在一定的假设条件下,即不考虑界面裂纹尖端处裂纹面的相互叠入现象,研究了压电材料Ⅰ-型界面裂纹问题.利用Fourier变换使问题的求解转换为求解两对对偶积分方程.进而把裂纹表面位移差展开成Jacobi多项式形式来求解对偶积分方程.结果表明裂纹尖端应力场和电位移场的奇异性与均匀材料裂纹问题的奇异性相同.当上下半平面材料相同时,解可以退化而得到其精确解.  相似文献   

2.
利用Schmidt方法分析了位于正交各向异性材料中的张开型界面裂纹问题.经富立叶变换使问题的求解转换为求解两对对偶积分方程,其中对偶积分方程的变量为裂纹面张开位移.最终获得了应力强度因子的数值解.与以前有关界面裂纹问题的解相比,没遇到数学上难以处理的应力振荡奇异性,裂纹尖端应力场的奇异性与均匀材料中裂纹尖端应力场的奇异性相同.同时当上下半平面材料相同时,可以得到其精确解.  相似文献   

3.
主要针对剪切载荷作用下,胶接材料接合区域界面裂纹尖端动态应力强度因子进行了分析,其中考虑了裂尖区域的损伤.通过积分变换,引入位错密度函数,奇异积分方程被简化为代数方程,并采用配点法求解;最后经过Laplace逆变换,得到动态应力强度因子的时间响应.Ⅱ型动应力强度因子随着黏弹性胶层的剪切松弛参量、弹性基底的剪切模量和Poisson比的增加而增大;随膨胀松弛参量的增加而减小.损伤屏蔽发生在裂纹扩展的起始阶段.裂纹尖端的奇异性指数(-0.5)是与材料参数、损伤程度和时间无关的,而振荡指数由黏弹性材料参数控制.  相似文献   

4.
双I—型裂纹断裂动力学问题的非局部理论解   总被引:5,自引:1,他引:4  
研究了非局部理论双中I-型裂纹弹性波散射的力学问题,并利用富里叶变换使本问题的求解转换为三重积分方程的求解,进而采用新方法和利用一维非局部积分核代替二维非局部积分核来确定裂纹尖端的应力状态,这种方法就是Schmidt方法,所得结是比艾林根研究断裂静力学问题的结果准确和更加合理,克服了艾林根研究断裂静力学问题时遇到的数学困难,与经典弹性解相比,裂纹尖端不再出现物理意义下不合理的应力奇异性,并能够解释宏观裂纹与微观裂纹的力学问题。  相似文献   

5.
针对多铁性板状复合材料在外表面任一点处存在集中力的界面裂纹问题,建立断裂力学模型.利用Fourier(傅里叶)积分变换和Green(格林)函数推导出该裂纹模型的Cauchy(柯西)奇异积分方程组;通过Chebyshev(切比雪夫)配点法将该方程组离散为对应的代数方程组,进而数值求解裂纹尖端应力强度因子.通过对数值结果的分析可以得到:在外表面集中力作用下,压电层厚度、裂纹长度以及集中力作用位置是影响裂纹尖端应力强度因子的3个主要因素.分析讨论了在该模型下各项参数对应力强度因子的影响规律,可以在工程应用中为此类复合材料的防断裂优化设计提供一定的理论参考.  相似文献   

6.
为求解金属模具脉冲放电止裂瞬间裂纹尖端附近的热应力场,选择具有半埋藏环形裂纹的金属凹模为研究对象,采用复变函数方法求解了凹模内外环面均匀通入强脉冲电流放电止裂时的热应力场.理论分析结果证实:由于放电瞬间脉冲电流的绕流集中效应,使金属凹模内部环形裂纹尖端附近金属迅速升温,金属熔化形成堆焊,并由于瞬间温升产生热压应力场.研究结果表明:应用电磁热效应止裂技术可以减小裂纹尖端的应力集中,形成的热压应力场有效地阻止金属模具中干线裂纹源的开裂趋势,达到了裂纹止裂目的.  相似文献   

7.
具有抛物线边界的二维弹性介质的Green函数   总被引:2,自引:1,他引:1  
文章求解了具有抛物线边界的二维弹性介质的两种Green函数,一种是自由边界问题,另一种是刚性边界问题。我们还求得了当抛物线边界退化成半无限裂纹或半无限刚性裂纹时裂纹尖端的奇异场,得到了集中力作用于边界的基本解,这个基本解使得我们可以通过沿边界积分确定任意分布荷载的弹性解.  相似文献   

8.
含曲线裂纹圆柱扭转问题的新边界元法   总被引:4,自引:0,他引:4  
研究含曲线裂纹圆柱的Saint-Venant扭转,将问题化归为裂纹上边界积分方程的求解.利用裂纹尖端的奇异元和线性元插值模型,给出了扭转刚度和应力强度因子的边界元计算公式.对圆弧裂纹、曲折裂纹以及直线裂纹的典型问题进行了数值计算,并与用Gauss-Chebyshev求积法计算的直裂纹情形结果进行了比较,证明了方法的有效性和正确性.  相似文献   

9.
利用复变函数方法和积分方程理论研究了既含有圆形孔口又含有水平裂纹的无限大平面的平面弹性问题,将复杂的解析函数的边值问题化成了求解只在裂纹上的奇异积分方程的问题.此外,还给出了裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子的公式.  相似文献   

10.
利用复变方法和积分方程理论,讨论带任意裂纹的各向同性弹性狭长体的基本问题。通过适当的函数分解和积分变换,将问题简化为一正则型奇异积分方程。对方程解的情况和求解方法进行了研究,并导出裂纹尖端的应力强度因子。  相似文献   

11.
Tinh Q. Bui  Chuanzeng Zhang 《PAMM》2012,12(1):147-148
The singular edge-based smoothed finite element method (sES-FEM) is developed for stationary dynamic crack analysis in two-dimensional (2D) elastic solids. The paper aims at providing a better understanding of the dynamic fracture behaviors in linear elastic solids by means of the strain smoothing technique. The strains are smoothed and the system stiffness matrix is performed using the strain smoothing over the smoothing domains associated with the element edges. A two-layer singular five-node crack-tip element is employed while the standard implicit time integration scheme is used for solving the discrete sES-FEM equation system. Dynamic stress intensity factors (DSIFs) are extracted using the domain-form of interaction integrals in terms of the smoothing technique. The normalized DSIFs are compared with reference solutions showing a high accuracy of the sES-FEM. (© 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)  相似文献   

12.
为验证考虑裂纹面接触和动态荷载时,中心裂纹巴西圆盘(CCBD)试件用于分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统中测量脆性材料复合型动态断裂韧度的可行性,以及研究裂纹面接触对动态断裂韧度实验结果的影响.通过有限元法建立SHPB CCBD三维有限元模型,计算了不同加载条件下CCBD试件的动态应力强度因子(DSIF).结果表明:在实验中,将考虑裂纹面接触的应力强度因子(SIF)准静态公式推广为动态公式,需要判定断裂时间是否达到应力平衡的时间条件;压剪复合型加载时,裂纹面接触导致裂纹面应力变化,会对Ⅱ型裂纹的DSIF产生显著影响,不考虑裂纹面接触的影响将会导致Ⅱ型DSIF的测试值偏大.  相似文献   

13.
对不同功能梯度压电压磁层状介质中,共线界面裂纹对简谐应力波作用下的动态问题,进行了分析.经Fourier变换,使问题的求解转换为求解以裂纹面上位移间断为未知量的三重对偶积分方程,三重对偶方程可以采用Schmidt方法来求解,进而分析了功能梯度参数、入射波频率和层状介质厚度对应力、电位移和磁通量强度因子的影响.  相似文献   

14.
15.
椭圆孔边裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用复变函数和Green函数方法求解具有任意有限长度的椭圆孔边上的径向裂纹对SH波的散射和裂纹尖端处的动应力强度因子.取含有半椭圆缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移解作为Green函数,采用裂纹“切割”方法,并根据连续条件建立起问题的定解积分方程,得到动应力强度因子的封闭解答.讨论了孔洞的存在对动应力强度因子的影响.  相似文献   

16.
An extended displacement discontinuity (EDD) boundary integral equation method is proposed for analysis of arbitrarily shaped planar cracks in two-dimensional (2D) hexagonal quasicrystals (QCs) with thermal effects. The EDDs include the phonon and phason displacement discontinuities and the temperature discontinuity on the crack surface. Green's functions for unit point EDDs in an infinite three-dimensional medium of 2D hexagonal QC are derived using the Hankel transform method. Based on the Green's functions and the superposition theorem, the EDD boundary integral equations for an arbitrarily shaped planar crack in an infinite 2D hexagonal QC body are established. Using the EDD boundary integral equation method, the asymptotic behavior along the crack front is studied and the classical singular index of 1/2 is obtained at the crack edge. The extended stress intensity factors are expressed in terms of the EDDs across crack surfaces. Finally, the energy release rate is obtained using the definitions of the stress intensity factors.  相似文献   

17.
The doubly periodic arrays of cracks represent an important mesoscopic model for analysis of the damage and fracture mechanics behaviors of materials. Here, in the framework of a continuously distributed dislocation model and singular integral equation approach, a highly accurate solution is proposed to describe the fracture behavior of orthotropic solids weakened by doubly periodic strip-like cracks on rectangular lattice arrays under a far-field longitudinal shear load. By fully comparing the current numerical results with known analytical and boundary element solutions, the high precision of the proposed solution is verified. Furthermore, the effects of periodic parameters and orthotropic parameter ratio on the stress intensity factor, crack tearing displacement, and effective shear modulus are studied, and an analytically polynomial estimation for the equivalent shear modulus is proposed in a certain range. The interaction distances among the vertical and horizontal periodic cracks are quite different, and their effects vary with the orthotropic parameter ratio. In addition, the dynamic problem is discussed briefly in the case where the material is subjected to harmonic longitudinal shear stress waves. Further work will continue the in-depth study of the dynamics problem of the doubly periodic arrays of cracks.  相似文献   

18.
A study is made of the interaction between three coplanar Griffith cracks which are located symmetrically in the midplane of an orthotropic layer of finite thickness 2h sandwiched between two identical orthotropic half planes. The Fourier transform technique is used to reduce the elastostatic problem to a set of integral equations which have been solved by using the finite Hilbert transform and Cooke's results. Analytical expressions for the stress intensity factors at the tips of cracks are obtained for large values of h. Numerical results concerning the interaction effects are presented with physical significance. It is shown that interaction effects are either shielding or amplification depending on the location of cracks, spacing of crack-tips, and the thickness of the layer. The stress magnification factors at the crack-tips are also calculated.  相似文献   

19.
利用新的方法(Schmidt方法)研究加层压电材料中含共线并与材料界面平行的双裂纹在稳态弹性波作用下的动态问题,经富立叶变换使问题的求解转换为求解两对三重对偶积分方程.这些方程可以采用Schmidt方法来求解,这个方法不同与以前求解所利用的方法.结果表明应力强度因子不仅与裂纹的几何尺寸、入射波频率、加层厚度有关,而且与材料性质有关.  相似文献   

20.
压电材料中两平行不相等界面裂纹的动态特性研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用Schmidt方法,研究了压电材料中两个平行不相等的可导通界面裂纹对简谐反平面剪切波的散射问题.利用Fourier变换,使问题的求解转换为对两对以裂纹面张开位移为未知变量的对偶积分方程的求解.数值计算结果表明,动态应力强度因子及电位移强度因子受裂纹的几何参数、入射波频率的影响.在特殊情况下,与已有结果进行了比较分析.同时,电位移强度因子远小于不可导通电边界条件下相应问题的结果.  相似文献   

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