带裂纹功能梯度材料薄板SIFs分析的广义参数Williams单元

TU311.41; 根据Williams级数位移场,仅考虑弹性模量E为坐标的函数,通过改变裂尖奇异区微单元刚度集成方式,推导建立了功能梯度材料薄板平面断裂分析的广义参数Williams单元新格式.结合含中心斜裂纹和边界裂纹的功能梯度材料薄板,分析了弹性模量E的分布形式、裂纹倾角及裂纹长度对裂尖应力强度因子的影响.算例结果表明:该方法能够直接且高效求解带裂纹功能梯度材料薄板的裂尖应力强度因子;当弹性模量E呈单调变化且其梯度与荷载方向平行或垂直时,分别会使中心斜裂纹两个裂尖的I型或II型应力强度因子值产生差异,而应力强度因子随裂纹倾斜角度的分布规律并不受弹性模量E的分布形式影响....

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Published in东北大学学报（自然科学版） Vol. 41; no. 10; pp. 1476 - 1490
Main Authors 徐华, 杨涛, 韩林君, 杨绿峰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 广西壮族自治区住房和城乡建设厅,广西南宁 530028 01.10.2020
广西大学土木建筑工程学院/工程防灾与结构安全教育部重点实验室/广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁 530004%中国电建集团华中电力设计研究院有限公司,河南郑州 450007%广西大学土木建筑工程学院/工程防灾与结构安全教育部重点实验室/广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁 530004
Subjects
弹性模量
奇异区
应力强度因子
功能梯度材料
广义参数Williams单元
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ISSN1005-3026
DOI10.12068/j.issn.1005-3026.2020.10.017

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Summary:TU311.41; 根据Williams级数位移场,仅考虑弹性模量E为坐标的函数,通过改变裂尖奇异区微单元刚度集成方式,推导建立了功能梯度材料薄板平面断裂分析的广义参数Williams单元新格式.结合含中心斜裂纹和边界裂纹的功能梯度材料薄板,分析了弹性模量E的分布形式、裂纹倾角及裂纹长度对裂尖应力强度因子的影响.算例结果表明:该方法能够直接且高效求解带裂纹功能梯度材料薄板的裂尖应力强度因子;当弹性模量E呈单调变化且其梯度与荷载方向平行或垂直时,分别会使中心斜裂纹两个裂尖的I型或II型应力强度因子值产生差异,而应力强度因子随裂纹倾斜角度的分布规律并不受弹性模量E的分布形式影响.
ISSN:1005-3026
DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2020.10.017