有穿透裂纹的圆柱体扭转应力及应力强度因子

本文对内部有纵向穿透的直线裂纹圆柱体扭转应力及应力强度因子,用线弹性理论复变函数方法进行了讨论.籍助于解析开拓,引进了一解析函数M(Z_1),把在有限的二连通域内求复扭曲函数F(Z)的问题,化归为在无限的单连通城内求解析函数M(Z_1)的问题.而后者很易于应用的方法采用保角映射求得解答.于是马上就可得到复扭曲函数.在此基础上,本文用级数形式给出了位移分量(?)、切应力分量的一般表达式,还给出了抗扭刚度和扭转应力强度因子的一般表达式.最后对αh 小的裂纹体扭转应力强度因子进行了分析和计算,指出了扭转应力强度因子随裂纹中心位置的变化规律,并说明其计算过程是比较简单的.     

考虑表面效应时正三角形孔边裂纹反平面剪切问题的断裂力学分析

基于表面弹性理论和保角映射,研究了远场反平面剪切载荷作用下考虑表面效应时正三角形孔边裂纹问题的断裂性能。给出了孔边应力场解答,获得了裂纹尖端应力强度因子解析解答。数值算例讨论了应力强度因子随三角形孔尺寸、裂纹长度和表面性能的变化规律。结果表明：当三角形孔尺寸在在纳米量级时,无量纲应力强度因子受孔隙尺寸影响显著;随着三角形孔尺寸的增大,本文结果趋近于经典断裂理论解答;无量纲应力强度因子随裂纹长度的增加,数值先增大而后减小;裂纹相对长度较小时,表面效应影响较弱;应力强度因子的尺寸效应受表面性能影响显著。     

扭转圆柱体放射状内裂缝的应力强度因子

文献[1]用正弦级数解和Mellin积分解的迭加方法讨论过有外裂缝的圆柱体扭转。本文讨论有放射状內裂缝的圆柱体扭转,用正交变换将π/n扇形区域变为半圆后,用迭加方法通过依次解三节积分方程和Cauchy核奇性积分方程,把问题归结为连续核第二类Fredholm积分方程,从而使问题在数学上得到解决。给出了抗扭刚度和应力强度因子的     

考虑表面弹性效应时正三角形孔边裂纹反平面剪切问题的断裂力学分析

基于表面弹性理论和保角映射技术,研究了远场作用反平面剪切载荷作用下考虑表面弹性效应时正三角形孔边裂纹问题的断裂性能.给出了孔边应力场的精确解,获得了裂纹尖端应力强度因子的解析解答.数值算例中讨论了裂尖应力强度因子随三角形孔尺寸、裂纹长度和表面性能的变化规律.结果表明:当三角形孔的尺寸在纳米量级时,无量纲应力强度因子具有显著的尺寸效应;随着三角形孔尺寸的增大,论文结果趋近于经典断裂理论解答;无量纲应力强度因子随孔边裂纹长度的增加,先增大而后减小;当孔边裂纹长度较小时,表面效应影响较弱;应力强度因子的尺寸效应受表面性能影响显著.     

基于表面弹性理论的开裂椭圆孔断裂力学研究

研究纳米尺度时开裂椭圆孔的III型断裂性能。基于表面弹性理论和保角映射技术,利用复势函数理论获得了缺陷(裂纹和椭圆孔)周围应力场和裂纹尖端应力强度因子的闭合解答。所得结果具有一般性,许多已有和新的解答可由本文退化的特殊情形得到。利用解析结果讨论了缺陷的绝对尺寸、椭圆孔的形状比以及裂纹的相对尺寸对应力强度因子的影响。结果表明：考虑表面效应且缺陷尺寸在纳米尺度时,应力强度因子具有显著的尺寸依赖效应;应力强度因子随椭圆孔形状比的变化规律受缺陷表面常数的影响;缺陷表面效应的影响取决于椭圆孔的形状比,非常大的形状比屏蔽了表面效应的影响;裂纹相对尺寸非常小时表面效应影响较弱,裂纹相对尺寸较大时表面效应较为明显。     

任意多椭圆孔多裂纹无限大板的应力强度因子与M积分

基于弹性力学中平面问题的复势方法,应用保角映射技术,以Faber级数为工具,导出含任意多椭圆孔及裂纹群无限大板在任意载荷作用下其应力场和位移场的级数解,并在此基础上计算了任意多裂纹板的应力强度因子和M积分,数值结果表明,该方法具有计算精度高、收敛速度快、方便快捷等解析法特有的优点。通过算例分析了不同裂纹倾角时M积分值随载荷方向的变化关系,并讨论了裂纹长度、裂纹间距及裂纹倾角等参数对应力强度因子的影响规律,获得了一些重要结论.     

共线裂纹体尺寸对应力强度因子的影响

本文在文献[1]的基础之上,用文献[2]中提出的奇异准谐调元,进一步对二维裂纹体几何尺寸对一对共线裂纹应力强度因子的影响进行了大量的数值计算和研究,给出了计算表格、拟合曲线以及经验公式,定量地分析了裂纹体几何尺寸对共线裂纹应力强度因子的影响。为工程中的裂纹体的脆性断裂分析与评定,提供了必要的计算依据。     

带双裂纹的椭圆孔口问题的应力分析

利用复变方法,通过构造新的保角映射,研究了带双裂纹椭圆孔口的平面弹性问 题,得到了I型与II型裂纹问题应力强度因子的解析解.在极限情形下, 不仅可以还原经典的Griffith裂纹的结果,而且可模拟出十字裂纹和带双裂纹的圆 形孔口问题.     

星形裂纹的应力分析

利用复变函数的方法, 通过构造适当的保角映射研究了星形裂纹的平面弹性问题,给出了裂纹尖端I型与II型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹,共点均匀分布三裂纹,十字裂纹,对称八裂纹问题.      

带裂纹的椭圆孔口问题的应力分析

断裂现象与材料和结构中的孔洞、缺口或裂纹等缺陷密切相关,这是因为缺陷附近的应力集中明显.该文利用复变方法,通过保角映射研究了带裂纹的椭圆孔洞的平面弹性问题,给出了应力强度因子的解析解.并由此计算了两互相垂直的裂纹问题.     

Reissner型板中应力强度因子的近似方程和近似解法

本文在文献[1],[2]的基础上对Reissner型板进行分析,发现与经典板理论类似的近似方程用于求解Reissner型板的断裂问题是有效的,并用能量法解得受弯边裂纹和中心裂纹板的应力强度因子。将结果与文献[3]比较表明,用本文的近似方法求解应力强度因子方法简便且精度较高。     

任意多孔多裂纹有限大板的应力强度因子分析

采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法,以Faber级数为工具,应用保角映射技术和最小二乘边界配点法,导出内边界条件精确满足,外边界条件近似满足的含多椭圆孔及裂纹群有限大板在任意载荷作用下的应力场、位移场的级数解,建立了任意多椭圆孔及裂纹群有限大板应力强度因子的有效分析方法,讨论了各参数对裂尖应力强度因子及孔边应力集中的影响．数值结果表明,该方法具有计算精度高、收敛速度快、方便快捷等优点,有利于全面系统地研究各参数对结构断裂性能的影响．     

陶瓷基复合材料基体唇形裂纹失效规律研究

建立横向拉伸载荷下的唇形裂纹数学模型,采用复变函数的方法,通过保角映射,推导了唇形裂纹尖端应力场和位移场的解析解,建立了唇形裂纹的应力强度因子准则和最大能量释放率准则,结合算例分析陶瓷基复合材料基体唇形裂纹的几何参数、外载荷和纤维分布对失效准则的影响规律.结果 表明,(1)裂纹尖端应力场和位移场的解析解与有限元计算结果...     

双梁模型中心裂纹的应力强度因子

对于具有中心裂纹的有限带板的应力强度因子 K_1,至今只有为数不多的解,且解法繁长并多为数值解,不便于分析.在文献[1]中,我们曾得出既简单、直观,又在相当宽的条件下具 ...     

关于一类应力强度因子的讨论

1、引言应用线弹性断裂力学来解决工程实际问题,必须首先确定裂纹尖端的应力强度因子。七十和八十年代,国内外相继出版了几本应力强度因子手册如[1]、[2]、[3],这些手册汇编整理了许多学者的大量研究成果,成为有关工程和科研人员的便利工具。本文用新的方法研究了一类有两条共线半无限裂纹的平面问题,发现有关文献(如     

一种计算应力强度因子的奇异元

1 引言众所周知,裂纹尖端是一个应力奇异点,用有限元法计算裂纹尖端的应力强度因子迄今已有多种方法,但这些方法在不同程度上都存在着某些缺陷.文献[1]对国内外研究者在这方面的工作进行了介绍和评述,作者指出:“最有意义的工作是利用等参元获得有适合要求的奇异性的形函数的这一类方法”.为此,本文提出一种计算平面裂纹线弹性应力强     

对“断裂力学中Westergaard应力函数小议”的意见

文[1]认为:“无穷远”边界条件的存在,Weste-rgaard 应力函数解出现了不确定性.并在应力函数中引进了任意常数m,求得了应力强度因子的不定解.本文要否定文[1]的观点.文[1]考察了双向均匀拉伸下的Griffith 裂纹(图1),取Westergaard 应力函数为     

考虑一般载荷及裂纹表面相互作用时计算K_Ⅰ的虚裂纹扩展法

文献[1,2]关于载荷随裂纹虚拟扩展而变化,即有体力或裂纹表面力作用时的论述是错误的,并且没有考虑裂纹表面有相互作用的情况。本文建立了考虑一般载荷以及裂纹表面相互作用时计算弹性应力强度因子K_1的虚裂纹扩展法。这里把非裂纹表面力、体力及裂纹表面力同时作用称为一般载荷。按此方法,只需对平面问题的位移型有限元素应力分析程序稍作修改,即可计     

断裂力学在圆柱螺旋弹簧设计计算中的应用

圆柱螺旋弹簧(特别是热卷大弹簧)由于各种原因,不可避免会产生一些表面裂纹等缺陷,将断裂力学应用于弹簧的设计计算中是一个值得重视的研究方向[1] 弹簧钢是较好的弹性材料,可运用应力强度因子判据(即K判据),当裂纹顶端应力强度因子K_I≥K_(IC)(断裂韧度)时,裂纹便失稳扩展.     

对“断裂力学中Westergaard应力函数小议”的意见

<正> 文[1]认为:“无穷远”边界条件的存在,Weste-rgaard 应力函数解出现了不确定性.并在应力函数中引进了任意常数m,求得了应力强度因子的不定解.本文要否定文[1]的观点.文[1]考察了双向均匀拉伸下的Griffith 裂纹(图1),取Westergaard 应力函数为