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一种新的计算各向异性材料裂纹尖端应力强度因子杂交元法
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU339[建筑科学—结构工程] O242[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]华东交通大学土木工程学院,江西南昌330013
  • 相关基金:国家自然科学基金(10362002);江西省自然科学基金(0512003);华东交通大学校立科研基金资助(06ZKTM03),江西省道路与铁道工程重点实验室资助项目.
中文摘要:

利用有限元特征分析法研究了平面各向异性材料裂纹端部的奇性应力指数以及应力场和位移场的角分布函数,以此构造了一个新的裂纹尖端单元。文中利用该单元建立了研究裂纹尖端奇性场的杂交应力模型,并结合Hellinger-Reissner变分原理导出应力杂交元方程,建立了求解平面各向异性材料裂纹尖端问题的杂交元计算模型。与四节点单元相结合,由此提出了一种新的求解应力强度因子的杂交元法。最后给出了在平面应力和平面应变下求解裂纹尖端奇性场的算例。算例表明,本文所述方法不仅精度高,而且适应性强。

英文摘要:

In this paper a finite element eigen-analysis method is applied to solve the stress singularities, also is used to calculat the angular dependences of the stress and displacement fields near crack tip of anisotropic material under in-plane loading. Consequently, They are used to constructs a new singular tip element. With the tip element, a hybrid-stress finite element equation is educed combining Hellinger-Reissner principal, accordingly a hybrid-stress finite element model is developed. Combined with general four-node element around crack tip element, a new hybrid finite element method to study stress intensity factors for interfacial crack is introduced. To illustrate the efficacy of the suggested procedure, some numerical examples are presented, which are computed stress intensity factors for crack tip in anisotropic material under the conditions of in-plane stress and strain. All calculations show that present method yields more accurate results than those of the existing analytical/reference solutions, and the method can be applied to study more complex structures in engineering.

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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