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椭圆类夹杂分析的杂交应力有限元方法
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:固体力学学报
  • 时间:0
  • 页码:54-61
  • 语言:中文
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学] TU333.01[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]华东交通大学机电工程学院,南昌330013, [2]华东交通大学土木建筑学院,南昌330013
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10662004,10362002)和江西省自然科学基金项目(2007GZW0862)资助.
  • 相关项目:钨滲铜复合材料力学行为与材料微观组织关系的研究
中文摘要:

论文给出了一种分析椭圆类夹杂周边应力场的新型杂交应力有限元方法.基于弹性力学中平面问题的Muskhelishvili复势方法,应用保角变换映射技术,以Laurent级数和Faber级数为工具,借助Hellinger-Reissner原理构建一个能够反映椭圆类夹杂周边弹性现象同时包含椭圆夹杂的多边形超级单元.将该超级单元与标准的4结点杂交应力单元耦合在一起即可建立一种分析椭圆类夹杂周边弹性场的新型特殊杂交应力有限元方法.文中考核算例表明:该文方法不但使用简单、有效,而且精度高、单元少.作为论文方法的一个拓展应用,文章最后给出了一个分析含二个椭圆夹杂无限大各向同性板在远场均布载荷作用下椭圆夹杂周边弹性场的算例,并讨论了椭圆夹杂间距和弹性刚度比对应力集中系数的影响.

英文摘要:

This paper presents a novel hybrid-stress finite element method for solving elastic fields a- round elliptical inclusions. A super polygonal-sided element containing an inclusion is constructed to reflect elastic behavior around the inclusion in terms of the variational principle of modified Hellinger-Reissner functionals. Displacement and stress fields in the element are expressed as complex series with Laurent series and Faber series by using the Muskhelishvili complex potential method and the eonformal transformation technique. The super element is in conjunction with standard 4-node hybrid-stress elements to establish a new hybrid-stress finite element method. Benchmark example in the paper shows present method is rather general and efficient, as well as yields numerical results with higher accuracy and fewer elements. As an extended application of the method, an infinite isotropic plate containing two inclusions is analyzed under remote tension load. Effects of two inclusion span and elastic stiffness ratio on stress concentration coefficient are also discussed.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6186