含中心裂纹任意截面柱体扭转时的应力强度因子计算

本文提出了一组应力函数,采用边界配置方法计算了含中心裂纹不同截面形状柱体扭转时的应力强度因子。有关椭圆截面柱体的算例表明,本文方法具有良好的精度。同时,文中给出了圆、椭圆和矩形等不同截面柱体的计算结果。     

复合型裂纹的裂纹面扭转角

针对含有Ⅲ型裂纹的复合型裂纹扩展后,裂纹面发生扭转,提出垂直于裂纹扩展方向平面上的最大周向应变控制裂纹面的扭转。并推导了各种复合型裂纹面扭转角公式,Ⅰ－Ⅲ复合型裂纹扩展速率试验表明：裂纹面扭转角的试验值与静载失稳条件下的理论值符合得较好。     

圆筒外壁双边裂纹扭转问题的应力强度因子计算

本文提出了一组应力函数,用边界配置法计算了含外壁双边裂纹的扭转圆筒的扭转刚度和Ⅲ型应力强度因子.当内孔很小时,计算结果与含双边裂纹扭转圆轴的已知解一致.同时,本文给出了不同几何尺寸下圆筒扭转的计算结果.所用力法可以用于含外壁双边裂纹的不同形状简类结构的扭转问题.     

两种各向异性材料界面共线裂纹的反平面问题

本文研究两种各向异性材料界面共线裂纹的反平面剪切问题。利用复变函数方法，提出了一般问题公式和某些实际重要问题的封闭形式解。考察了裂纹尖端附近的应力分布并给出了应力强度因子公式。从本文解签的特殊情形，可以直接导出两种各向同性材料界面裂纹，均匀各向异性材料共线裂纹以及均匀各向同性材料共线裂纹的相应问题公式，其中包括已有的经典结果。     

圆柱形界面相裂纹在扭转载荷作用下的动态断裂

本文研究了位于界面相中的圆柱形界面裂纹的扭转冲击问题.采用Laplace、Fourier变换和位错密度函数将混合边值问题转化为求解Cauchy核奇异积分方程,利用Laplace数值反演技术计算了动态应力强度因子.讨论了材料特性和结构的几何尺寸对动态应力强度因子的影响.结果表明,随着界面相厚度的增加,无量纲化的动态应力强度因子减小.当裂纹靠近剪切弹性模量大的材料时,无量纲化的动态应力强度因子增大,反之减小.界面相两侧不同的材料组合对裂尖动态应力强度因子的影响是随着剪切弹性模量和质量密度的比值的增加而减小.界面相中裂纹长度对裂尖动态应力强度因子的影响比其他因素的影响大.     

带裂纹组合柱的扭转

本文联合使用组合柱体扭转的单层势函数解及均质柱体扭转的单裂纹解,对带有裂纹的组合柱体的扭转作了讨论,最后将问题归结为解一组混合型积分方程,并为其建立了数值方法,对于裂纹与材料分界面接触的情形,本文通过积分方程组的主部分析,精确地求得了奇性指数的特征方程。文中对组合柱的抗扭刚度和裂纱端点的应力强度因子作了数值计算,与文献上已有的结果符合很好。     

层状磁电复合材料界面共线裂纹平面问题分析

本文研究了面内电磁势载荷作用下双层压电压磁复合材料中共线界面裂纹问题．考虑了压电材料的导磁性质和压磁材料的介电性质,引入了界面电位移和磁感强度的连续性条件．利用Fourier 变换得到一组第二类Cauchy 型奇异积分方程．进一步导出了相应问题的应力强度因子、电位移强度因子和磁感强度强度因子的表达式,给出了应力强度因子的数值结果．结果表明电磁载荷会导致界面裂纹尖端I、II 混合型应力奇异性,同时还伴随着电位移和磁感强度的奇异性．比较了双裂纹左右端的应力强度因子,发现在面内极化方向上施加面内磁势载荷时共线裂纹内侧尖端区域的两个法向应力场发生互相干涉增强．     

含有裂纹和夹杂的复合柱体的扭转

本文根据Saint-Venant扭转理论,提出了一种能用于扭转分析的线夹杂模型,并得到了它的基本解,进而将此解与的单层势函数解及单裂纹基本解结合,对同时带有裂纹和夹杂的复合柱体的扭转作了讨论,最后将问题归为解一组混合型积分方程,并建议了数值解法。文中通过问题的退化,证明本文提出的夹杂模型在数学和力学上都是正确的,最后作了若干数值例子的计算,其结果令人满意。     

表面钝裂纹的计算模型及其边界元法模拟

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。     

THE BEHAVIOR OF TWO COLLINEAR CRACKS IN MAGNETO-ELECTRO-ELASTIC COMPOSITES UNDER ANTI-PLANE SHEAR STRESS LOADING

In this paper, the behavior of two collinear cracks in magneto-electro-elastic composite material under anti-plane shear stress loading is studied by the Schmidt method for permeable electric boundary conditions. By using the Fourier transform, the problem can be solved with a set of triple integral equations in which the unknown variable is the jump of displacements across the crack surfaces. In solving the triple integral equations, the unknown variable is expanded in a series of Jacobi polynomials. Numerical solutions are obtained. It is shown that the stress field is independent of the electric field and the magnetic flux.     

INVESTIGATION OF THE DYNAMIC BEHAVIOR OF TWO COLLINEAR ANTI-PLANE SHEAR CRACKS IN A PIEZOELECTRIC LAYER BONDED TO TWO HALF SPACES BY A NEW METOHD

IntroductionItiswell_knownthatpiezoelectricmaterialsproduceanelectricfieldwhendeformedandundergodeformationwhensubjectedtoanelectricfield .Thecouplingnatureofpiezoelectricmaterialshasattractedwideapplicationsinelectro_mechanicalandelectricdevices,suchaselectro_mechanicalactuators,sensorsandstructures.Whensubjectedtomechanicalandelectricalloadsinservice,thesepiezoelectricmaterialscanfailprematurelyduetodefects,e .g .,cracks,holds,etc.arisingduringtheirmanufactureprocess.Therefore,itisofgreatimp…     

两种各向异性材料界面周期裂纹的反平面问题

研究两种各向异性材料界面含周期裂纹的反平面剪切问题，运用复变函数方法，获得了封闭形式解答，并给出了应力强度因子公式。从本文解签的特殊情形，可直接导出均匀各向异性材料共线裂纹，两种各向同性材料界面裂纹的相应问题公式。     

METHOD OF STRONGLY SINGULAR INTEGRAL EQUATION FOR THE TORSION OF CYLINDER WITH EDGE CRACK

From the dislocation type solution of the torsion of single crack,by using the concept of finite part integrals,we reduce the torsion problem of cylinder with a single crack into an integral equation with strong singularity.The numerical method is also obtained and several numerical examples are calculated successfully at the end of this paper.     

扇形截面杆扭转问题的差分线法

导出了扇形截面杆扭转问题偏微分方程的差分线法常微分方程组, 并解析求解了该方程组, 得到了扭转应力函数的半解析解, 计算了扭转应力及扭转刚度. 计算过程中, 用追赶法计算 常微分方程组的特解, 用公式计算三对角矩阵的特征值与特征向量, 利用实对阵矩阵的特征 向量相互正交的特性避免矩阵求逆计算, 利用复化梯形公式计算扭转刚度. 整个求解过程在 角度方向离散微分方程和用复化梯形公式进行面积积分时引入了误差, 其他求解过程是精确 的. 计算结果与已有结果进行了对比, 显示了算法的正确性. 该算法对工程中扇形截面扭 转杆的设计有一定的实用价值.     

BOUNDARY VALUE PROBLEMS OF TWO-DIMENSIONAL ANISOTROPIC BODY WITH A PARABOLIC BOUNDARY

Based upon Stroh formalism we derive a novel and convenient scheme for determiningthe elastic fields of a two-dimensional anisotropic body with a parabolic boundary subject to two kindsof boundary conditions, which are free surface and rigid surface, respectively. The correspondingGreen's functions are found by using the conformal mapping method. When the parabolic curve de-generates into a half-infinite crack or rigid inclusion, the singular stress fields near the tip of defectsare obtained. In particular, those Green's functions for a concentrated moment M_0 applied at a pointon the parabolic curve are also studied. It is easily found that arbitrary parabolic boundary value prob-lems can be solved by using these Green's functions and associate integrals.     

周期界面裂纹反平面问题的动态应力强度因子

在研究动载荷作用下复合材料层板结构的安全与可靠性问题以及在抗震设计中关于地层裂缝的运动等问题中,都与界面裂纹有关。本文研究了分布于两个半空间之间的周期界面裂纹在反平面剪切波作用下裂纹尖端应力强度因子的动态特性。文中利用有限 Pourier变换,将在一个周期带内的边值问题转化成求解一个带周期性奇异核的积分方程,再借助于Chebyshev 多项式求得问题的级数解,最后分析了应力场在裂纹尖端的奇异性,得到了裂纹尖端动态应力强度因子的计算公式,并通过数值计算给出了应力强度因子随入射波频率变化的特性曲线。     

极坐标系下扇形截面杆扭转问题的有限差分法

导出了极坐标系下扇形截面杆扭转问题的差分格式；结合Mathcad编程用逐次超松弛迭代法求出了扭转应力函数差分值；采用复化二维辛普生求积公式计算了抗扭刚度；求出了相应的扭转应力的差分解；给出了张角为2π时裂纹尖端附近的第三型应力强度因子．     

APPLICATION OF THE HYPERSINGULAR INTEGRAL EQUATIONS METHOD TO THE INTERACTION BETWEEN TWO PARALLEL PLANAR CRACKS IN 3-D ELASTICITY

By using the analytic theory of hypersingular integral equations in three-dimensional fracture mechanics, the interactions between two parallel planar cracksunder arbitrary loads are investigated. According to the concepts and method of finite-part integrals, a set of hypersingular integral equations is derived, in which theunknown functions are the displacement discontinuities of the crack surfaces. Then itsnumerical method is proposed by combining the finite-part integral method with theboundary element method. Based on the above results, the method for calculating thestress intensity factors with the displacement discontinuities of the crack surfaces ispresented. Finally, several typical examples are calculated and the numerical resultsare satisfactory.