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SH波作用下孔洞、夹杂与直线形裂纹的相互作用

本文在线弹性力学范畴内,采用Green函数和裂纹切割相结合的方法研究了在SH波作用下圆形孔洞、基体中圆形夹杂或半圆形凹陷地形与其附近任意直裂纹的相互作用问题。首先构造了一个适合解答本文问题的Green函数,该函数为含有孔洞、基体夹杂时弹性空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解,或含有半圆形凹陷地形时弹性半空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解。然后采用裂纹“切割”方法建立问题的求解积分:即从缺陷(包括孔洞、基体夹杂、半圆形凹陷地形)对SH波散射问题出发,沿裂纹位置施加反向应力,即在欲出现裂纹区域加置与缺陷对SH波散射产生应力相对应的大小相等,方向相反的出平面荷载,从而构造出裂纹,并因而得到缺陷和裂纹同时存在条件下的位移与应力表达式,利用此表达式讨论缺陷周围的动应力集中情况,讨论裂纹尖端动应力强度因子的变化。本文所作的具体工作如下:1.以完整的弹性空间任意一点承受时间谐和的出平面  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

SH波作用下半空间中夹杂与裂纹的相互作用

本文在弹性动力学范畴内,采用Green函数、复变函数和多极坐标方法研究了半空间中可移动刚性圆柱、半空间中圆形孔洞及其附近任意位置裂纹、半空间中可移动刚性圆柱及其附近任意位置裂纹对SH波的散射问题。首先,构造了适合本文问题的Green函数,该函数为含有圆形孔洞(可移动圆形刚柱)弹性空间中任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解。利用构造出的Green函数,即可求解半空间夹杂(圆形孔洞、可移动刚性圆柱)及其附近任意位置裂纹对SH波的散射。其次,采用裂纹“切割”方法构造裂纹:沿裂纹位置施加反向应力,即在欲出现裂纹区域加置与夹杂(圆形孔洞、可移动刚性圆柱)对SH波散射产生应力相对应的大小相等、方向相反的出平面荷载,从而构造出裂纹,并因而得到夹杂和裂纹同时存在条件下的位移场与应力场。最后,讨论了不同参数条件下夹杂周围的动应力集中系数,水平表面位移、裂纹尖端动应力强度因子的变化情况。本文所作的具体工作如下:1.构造适合论文...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

无网格局部Petrov-Galerkin方法在断裂力学中的应用

无网格方法是继有限元、边界元等传统的数值方法之后一种新兴的、很有发展前途的数值方法。无网格方法有很多优点,最突出的优点在于克服了对网格的依赖性,彻底或部分消除了网格的划分,因此无网格方法在处理超大变形问题,裂纹扩展问题,高速冲击等问题中具有明显的优势,越来越受到科学工作者的关注。无网格局部Petrov-Galerkin方法是近几年发展起来的一种无网格方法,它不需要借助任何单元或网格进行积分和插值,是一种真正的无网格方法。近年来,Atluri等和龙述尧等在无网格局部Petrov-Galerkin方法及其应用研究上取得了一系列成果,在他们研究的基础上,本文将无网格局部Petrov-Galerkin方法用于求解断裂力学问题。本文首先综述了无网格方法的发展历史与国内外研究现状,按照其离散方式的不同对各种典型的无网格方法进行了回顾与评价,总结了无网格方法的特点、优越性以及目前无网格方法的难点和存在的问题。概述了无网格方法在断裂力学中的应用...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用数学和力学》2018年03期
应用数学和力学

尖锐V型切口混凝土梁的应力强度因子研究

引言尖锐V型切口是指切口底部的半径为0或接近0的V型切口,含尖锐V型切口构件的切联合起来,计算各向异性材料或者双材料板在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型荷载模型下的应力强度因子或者切口应力强度因子.Davis等[15]介绍了基于能量理论在一阶能量释放率条件下模拟了裂缝三维扩展.Carpinteri等[16]利用FFM方法来解决含V型切口的断裂问题,关于平面复合断裂问题的研究也有相关报道[17-18].但是利用MSED准则和FFM准则对含尖锐V型切口的素混凝土类构件的强度研究还尚未见报道.本文利用MSED准则和FFM准则的切口应力强度因子表达式,通过插值计算得到了素混凝土的切口应力强度因子计算的相关参数,建立了含尖锐V型切口构件在荷载作用下的广义应力强度因子表达式之间的定量联系.为了对比MSED准则和FFM准则给出的切口应力强度因子表达式的有效性,利用相关文献的数据进行了验证,同时还通过自行设计的几组含尖锐V型切口素混凝土试件的三点弯曲实验进行验证....  (本文共11页) 阅读全文>>

《铁道学报》2017年02期
铁道学报

焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的数值计算研究

焊接结构中普遍采用基于线弹性断裂力学的疲劳寿命评估方法,该方法中最主要的物理参量是应力强度因子,它决定了疲劳裂纹的扩展速率。确定应力强度因子的方法可以分为解析法、数值法和实验法[1]。与解析法和实验法相比,数值法不受几何形状和载荷复杂性的限制,在断裂力学分析中得到了广泛应用[2]。数值法包括有限元法和边界元法,有限元法主要有位移法、应力法、相互作用积分法、奇异单元法、虚拟裂纹闭合法和扩展有限元法等[3-5]。对于较复杂的问题,有限元法由于网格划分精细导致求解规模过大,应用范围受到限制;边界元法可以降维,从而降低网格划分的工作量,而且可以精确模拟应力集中问题,这些特点使得边界元法成为一种用于解决有关裂纹问题的有效方法[6]。国内外学者对复杂应力场下含半椭圆形表面裂纹平板的应力强度因子进行了大量研究[7-9]。由于焊缝的影响,焊接节点裂纹前缘的应力强度因子分布发生较大的变化,这种复杂几何形状应力强度因子的求解主要依赖数值模拟。文献[...  (本文共7页) 阅读全文>>

《贵州工业大学学报(自然科学版)》2006年06期
贵州工业大学学报(自然科学版)

20Cr结构钢疲劳裂纹扩展的应力强度因子范围及有效应力强度因子范围的计算

0引言目前,用应力强度因子范围ΔK作为函数表示的裂纹扩展曲线广泛地用于材料力学疲劳性能比较,并作为了工程标准和设计准则的一个组成部分;在此基础上建立的考虑了裂纹闭合的有效强度因子范围ΔKeff在更广泛的范围内较好地反映了裂纹扩展规律,因此两者的精确计算有其重要意义。1裂纹扩展实验我们采用MT试样和SENT试样在Instron8501型液压伺服疲劳机上进行了裂纹扩展实验,试样的尺寸如图1和图2所示,尺寸单位均为毫米。其中MT试样用于获得长裂纹扩展数据,而SENT试样用于获得小裂纹扩展数据。实验数据被填于相关表内,部分实验数据如表1、表2所示。表1小裂纹恒幅疲劳实验数据表试样号:SA01W=34.92 mmB=4.05 mmr=3.20 mmσmax=145 MPaR=-1循环数(c)裂纹长度2a(μm)N 1 2 3 444000 15346700 16449200 200 12551700 284 19053700 380 21...  (本文共4页) 阅读全文>>