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本文针对裂纹表面承受载荷时的应力条件,提出了新的应力函数,对于各种裂纹模型,各种边界条件,各种边界形状,裂纹表面自由或承受均布载荷等均适用。并利用边界配位法,计算了裂纹表面承受均布载荷的方型板内中心裂纹的应力强度因子及裂纹的张开位移。 相似文献
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本文采用考虑裂纹面上具有任意分布载荷的线弹簧模型,在Kirchhoff板弯曲理论的假设下,将含半椭圆型表面裂纹的平板问题化为一组耦合的积分方程组进行求解,对均匀拉伸和纯弯曲两种载荷作用下的应力强度因子数值解,同经典线弹簧模型和有限元解进行了比较,并给出了经典线弹簧模型不能得到的、裂纹面上承受幂次不均匀应力分布时应力强度因子的数值解. 相似文献
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本文将拉氏变换-边界元法用于表面裂纹问题的瞬态响应分析。文中讨论了拉氏反演参数的选择和动态应力强度因子的计算方法。作为程序的考核和离散方案的选择,分别地计算了水平柱体一端固定、另一端受p(t)=poH(t)载荷时的位移响应和具有贯穿裂纹的厚板在两种离散方案时的动态应力强度因子响应。最后,还计算了若干载荷工况的半圆表面裂纹板应力强度因子的瞬态响应,获得了有效的数值结果。 相似文献
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考虑闭合效应和三维应力约束的表面裂纹扩展模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
假定承受Ⅰ型常幅载荷下的表面裂纹在扩展中的形状保持为半椭圆,利用Newman半椭圆表面裂纹应力强度因子公式计算应力强度因子。提出了等效厚度的概念,利用穿透直裂纹的研究结果,考虑表面裂纹扩展中塑性致闭和三维应力约束效应。基于Elber模型建立了三维表面裂纹扩展模型。数值模拟了表面裂纹扩展过程,研究了裂纹形状变化及规律,计算了裂纹扩展寿命。将计算结果与有关试验结果进行了对比,吻合较好。 相似文献
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热载荷和机械载荷共同作用下复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处.传统求解热冲击及机械载荷共同作用下界面裂纹尖端的应力强度因子的数值方法(如有限元、边界元法等),计算工作量大、效率低.通用权函数与时间无关,运用通用权函数法可以免除对每个时刻的应力分析,计算效率可得到很大提高.本文将通用权函数法推广到求解热载荷和机械载荷共同作用下界面裂纹尖端的应力强度因子过渡过程的问题中,推导出求解平面双材料界面裂纹问题应力强度因子的通用权函数法计算格式.基于此格式,计算热载荷和机械载荷共同作用下界面裂纹尖端的应力强度因子.通过实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到与相互作用积分法相当的工程应用精度.最后,应用此方法研究了热障涂层受热冲击及表面力共同作用时裂纹长度以及涂层厚度对应力强度因子的影响.结果表明:在一定边界条件下,当热障涂层中存在边缘裂纹时,随着涂层厚度的增加,更容易导致裂纹的扩展和涂层的剥落. 相似文献
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将层板横截面分为含裂纹区与不含裂纹区,在每一区内,根据夏变函数理论与特征函数展开法,得到了各自区内满足所有支配方程、裂纹表面边界条件与层间连续条件的位移与应力的特征展开式,然后利用分区广义变分原理满足裂纹表面边界以外的边界条件以及两区之间的交界条件,并由此求得奇异场控制量(广义应力强度因子)。 相似文献
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提出了平面弹性介质中多孔洞多裂纹相互作用问题的一种数值计算方
法. 通过把适于单一裂纹的Bueckner原理扩充到含有多孔洞多裂纹的一般体系,将原问题
分解为承受远处载荷不含裂纹不含孔洞的均匀问题,和在远处不承受载荷但在裂纹面上和孔
洞表面上承受面力的多孔洞多裂纹问题. 于是,以应力强度因子作为参量的问题可以通过考
虑后者(多孔洞多裂纹问题)来解决,而利用提出的杂交位移不连续法,这种多孔
洞多裂纹问题是容易数值求解的. 算例说明该数值方法对分析平面弹性介质中多孔洞多裂纹
相互作用的问题既简单又有效. 相似文献
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CTS试件中复合型疲劳裂纹扩展 总被引:3,自引:0,他引:3
针对复合型循环载荷作用下的金属构件中的裂纹扩展问题进行了实验分析和理论建模. 首先
采用紧凑拉剪试件(CTS)和
Richard研制的复合型载荷加载装置,对承受复合型循环载荷的裂纹进行了实验研究.
实验选择了两种金属材料试件,分别承受3种形式的复合型循环载荷的作用,在裂纹尖端具
有相同的初始应力场强度的条件下考察复合型循环载荷对裂纹扩展规律的影响.
实验结果表明,疲劳裂纹的扩展速率与加载角度有关. 对于同样金属材料的试件,当裂尖处
初始应力场强度相等时,载荷越接近于II型,裂纹增长速率越快. 采用等效应力强度
因子(I型和II型应力强度因子的组合)、裂纹扩展速率及复合强度等参数,以实验数据为
基础,建立了一个疲劳裂纹扩展模型,用来预测裂纹在不同模式疲劳载荷作用下的扩展速率.
为验证其有效性,该模型被应用于钢制试件的数值模拟计算中. 实验结果与模拟计算曲线保
持一致,表明该模型可以用来估算带裂纹金属构件的寿命. 相似文献
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将层板横截面分为含裂纹区与不含裂纹区,在每一区内,根据夏变函数理论与特征函数展开法,得到了各自区内满足所有支配方程、裂纹表面边界条件与层间连续条件的位移与应力的特征展开式,然后利用分区广义变分原理满足裂纹表面边界以外的边界条件以及两区之间的交界条件,并由此求得奇异场控制量(广义应力强度因子)。 相似文献
11.
含圆孤裂纹系的压电材料反平面应变问题 总被引:5,自引:0,他引:5
应用复变函数解析延展原理,并通过求解Riemann-Hilbert问题,得到了含圆弧裂纹压电材料反平面应变问题的一般解,对单个圆弧裂纹的情形,给出了封闭形式的复函数解和场强度因子,结果表明,当无限远处或裂纹表面同时受机械载荷(应力τ^∞或Tz)和电载荷(电位移D^∞或电荷q)联合作用时,应力强度因子仅与机械载荷有关,而电位移动强度因子仅与电载荷有关。 相似文献
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提出了平面弹性介质中主裂纹与微裂纹相互作用问题的有效数值计算
方法. 通过把适于单一裂纹的Bueckner原理扩充到含有多裂纹的一般体系,将原问题分解
为承受远处载荷不含裂纹的均匀问题,和在远处不承受载荷但在裂纹面上承受面力的多裂纹
问题. 于是,以应力强度因子作为参量的问题可以通过考虑后者(多裂纹问题)来解决,而
利用提出的杂交位移不连续法,这种多裂纹问题是容易数值求解的. 列举
Cai和 Faber为评价主裂纹与微裂纹相互作用问题的近似方法而列举的算例,说明
该数值方法对分析平面弹性介质中主裂纹与微裂纹相互作用问题既简单又非常有效. 相似文献
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表面钝裂纹的计算模型及其边界元法模拟 总被引:4,自引:0,他引:4
研究了表面钝裂纹问题的边界元模拟方法。文中通过平面应变比拟,建立了三维钝型纹的计算模型和局部场结构;并由三维边界元程序计算了表面钝裂纹前沿附近的位移场和应力场;进而利用裂纹面前沿的“张开位移”推算应力强度因子的分布文中的钝裂纹模型的有效性和离散格式的收敛性进行了考核,应力强度因子计算针对含表面裂纹的平板进行。 相似文献
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研究孔洞与裂纹的相互作用问题,通过把适于单一裂纹的Bueckner原理扩充到含有多孔洞多裂纹的一般体系,将原问题分解为承受远处载荷不含裂纹不含孔洞的均匀问题,和在远处不承受载荷但在裂纹面上和孔洞表面上承受面力的多孔洞多裂纹问题.于是,以应力强度因子作为参量的问题可以通过考虑后者来解决,而利用笔者提出的杂交位移不连续法,这种多孔洞多裂纹问题是容易数值求解的.算例说明该数值方法对分析平面弹性介质中孔洞与裂纹的相互作用既简单又有效. 相似文献
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采用复变函数法研究了在远场承受均布声子场机械载荷作用下十次对称二维准晶中穿透周期轴的一个圆弧形裂纹;报导了表征声子场和相位子场的4个复应力函数的解析表达式,并由复应力函数获得了两个裂尖处声子场和相位子场应力强度因子、裂面张开位移以及能量释放率的表达式. 相似文献
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本文利用三维断裂力学的超奇异积分方程求解理论,对三维无限体中两平行平片裂纹在任意载荷作用下的相互干扰问题作了研究。首先导出了以裂纹面移间断(位借)为未知函数的超奇异积分方程组,然后为其建立了有限积分边界元法;在此基础上,讨论用了裂纹面位移间断计算应力强度因子的方法,最后用此计算了两平行平片裂纹的相对位置对裂前沿应力强度因子的影响,其数值结果令人满意。 相似文献