复合材料反平面切口端部奇性研究

基于复合材料切口尖端位移场的渐近展开,将切口的反平面平衡控制方程转化为关于切口奇性指数的特征微分方程,采用一种变换将其化为线性特征微分方程组,引入插值矩阵法计算相应边界条件下方程组的特征值以获取切口尖端的应力奇性指数.研究单相材料切口、双相材料切口及止于异质界面切口的奇异性,算例表明该方法可以一次性计算出多阶奇性指数.对所取得的非奇异指数尽管切口不表现出奇性状态,但却是描述切口尖端完整应力场必不可少的参量.     

边界元法分析二维线弹性裂纹扩展

用边界元法研究裂纹扩展过程.首先将尖端区域Williams渐近展开的特征分析法与边界积分方程结合,解出切口尖端附近应力奇异性区域的各应力场渐近展开项系数,获得平面切口/裂纹结构完整的位移和应力场.再基于考虑非奇异应力项贡献的最大周向应力脆性断裂准则,运用边界元法分析边缘含裂纹半圆形弯曲试样在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展过程给出自动跟踪方法,通过算例证明边界元法模拟裂纹扩展过程的正确性和有效性.