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全时域初值推进边界元法分析氯盐侵蚀下混凝土结构服役寿命
  • ISSN号:1674-4764
  • 期刊名称:土木建筑与环境工程
  • 时间:2013.6.15
  • 页码:57-62
  • 分类:TB12[理学—力学;理学—工程力学;一般工业技术] U661.4[交通运输工程—船舶及航道工程;交通运输工程—船舶与海洋工程]
  • 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教育部重点实验室,南宁530004, [2]广西壮族自治区住房与城乡建设厅,南宁530028
  • 相关基金:国家自然科学基金(51168003);广西自治区主席基金项目(2010GXNSFD169008);工程防灾与结构安全教育部重点实验室主任基金项目(2009TMZR004)
  • 相关项目:大跨预应力混凝土箱型梁桥完整性与可靠性研究
中文摘要:

为了建立高效、精确的混合型裂纹应力强度因子分析的裂尖奇异区单元,文章在改进Williams级数的基础上建立了裂尖应力奇异域单元的整体位移场,基于普通有限元形函数建立了奇异域子单元的局部位移场,利用整体位移场控制局部子单元的节点位移,结合有限项等比级数求和公式建立了Ⅰ—Ⅱ混合型Williams单元刚度方程。根据该单元模型中与应力强度因子相关的参数,可以直接计算裂尖Ⅰ型、Ⅱ型应力强度因子,克服了普通单元和奇异单元需要通过中间物理量回归分析、外推计算裂尖处应力强度因子的缺陷,并能取得很高的计算精度和计算效率。结合算例,分析了裂纹长度和倾斜角等参数对应力强度因子的影响,确定了Williams单元的径向比例因子、子单元数、级数项等三个重要参数的取值。

英文摘要:

An element discretizing the singular region around the crack tip for stress intensity factor of mixed mode cracks is developed, the improved Williams series is applied to define the global displacement field of element in singular region around crack tip, while the local displacement field of subelement is ap- proximated by employing the shape function of common finite element method. The global displacement field governs nodal displacement of subelement, so that the stiffness equation of Williams element for mixed mode is developed by using the theorem for summation of the finite geometric proportion series. The stress intensity factor can be evaluated analytically for mixed mode cracks by the corresponding undetermined constant in the model of Williams element, which overcomes the disadvantage of the singular element in de- termination of the stress intensity factor via extrapolation and regression analysis of intermediate physical quantity. Examples are considered to demonstrate the high accuracy and efficiency of proposed Williams element. The parametric study is implemented to illustrate the stress intensity factor versus the length and inclination angle of the crack, and determine the values of three important parameters for the Williams element, including the radial scale factor, the number of subelement and the series term.

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期刊信息
  • 《土木建筑与环境工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆大学
  • 主办单位:重庆大学
  • 主编:黄宗明
  • 地址:重庆市沙坪坝正街174号
  • 邮编:400030
  • 邮箱:xuebao@cqu.edu.cn
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  • 国际标准刊号:ISSN:1674-4764
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1198/TU
  • 邮发代号:78-48
  • 获奖情况:
  • 重庆市优秀期刊二等奖,中国科技论文与引文数据库统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国国际建筑数据库,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(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:3351