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断裂问题分析的Williams广义参数单元
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU318[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全重点实验室,南宁530004
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(50369001),国家重大基础研究前期专项(2002CCC01000);教育部留学归国基金(教外司留[2003]14)资助项目.
中文摘要:

结合Ⅱ型断裂问题,研究建立了裂尖区应力强度因子计算的Williams广义参数单元和过渡单元。结合Williams级数解和广义参数有限元法,研究建立了弹性断裂问题的Williams广义参数单元计算格式;同时为了方便连接奇异区的Williams单元和常规区域的普通等参单元,建立了过渡单元模型。结合算例详细分析了计算模型中径向离散因子、离散数以及Williams级数项对计算结果的影响,并给出了建议值,同时研究了矩形板尺寸对Ⅱ型应力强度因子的影响,证实了解析解的局限性。计算结果表明.由于Williams单元位移模型中含有与应力强度因子直接相关的参数,所以可以避免传统有限元法需通过其他物理量间接计算应力强度因子的缺陷.且Williams单元具有较高的精度,构造使用方便。

英文摘要:

The Williams generalized parametric element and the transition element are developed for mode Ⅱ crack problems. The relationship between the leading coefficients of the Williams series and the stress intensity factor is obtained. The finite self-similar elements are generated in the singular domain around the crack tip. Based on the Williams series and the method of finite element with generalized degrees of freedom, the global and local displacement fields near the tip are described by Williams expansion series and the conventional shape function of the FEM, respectively. The Williams element and the transition element are proposed, respectively. The influence of the radial discretizing ratio, radial partition number in singular domain and the number of the terms of the Williams expansions on computing precision are illustrated, their design values are presented. The influence of the plate's dimensions on the stress intensity factor is analyzed. Several examples are used to demonstrate the accurate and convenient determination of the stress intensity factor by the proposed element.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:9563