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《浙江工业大学》 2012年
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通用权函数法在界面裂纹问题中的应用

李龙  
【摘要】:在工程实际中,含界面裂纹的结构经常会遇到承受热载荷、机械载荷共同作用下的冲击问题,并且实际工程结构中的裂纹大多数为三维裂纹。目前多采用相互作用积分法处理此类问题。其不足在于需要对冲击过程中的每个时间点进行反复的应力分析,然后再根据得到的应力场或者位移场求解裂纹尖端的应力强度因子,致使计算工作量很大。为了及时、准确的完成对热冲击载荷、机械载荷共同作用下含界面裂纹的工程结构的安全性评定,本文将通用权函数法应用于对热冲击载荷、机械载荷共同作用下的二维和三维界面裂纹体的分析研究中。主要工作与成果如下: 1.对于二维界面问题,在原有研究的基础之上,给出了裂纹体承受表面力以及热冲击载荷共同作用时,通用权函数法的有限元计算格式。对于三维界面问题,利用Betti互易原理,给出了三维界面裂纹问题通用权函数法的基本公式。利用多虚拟裂纹扩展技术,给出了裂纹体承受表面力以及热冲击载荷作用时,通用权函数法的有限元计算格式。 2.对有限元软件ANSYS、ABAQUS的二次开发技术进行了研究,并利用其二次开发技术完成了对原始数据的提取。同时,给出了二维、三维界面问题计算应力强度因子的数值积分公式,完成了程序系统的开发。 3.通过算例比较,总体来讲,计算结果令人满意,计算精度可以满足工程应用要求。在此基础上,应用通用权函数法讨论了材料属性、裂纹长度以及材料厚度对应力强度因子过渡过程的影响,给出了一些对工程有帮助的结果。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O346.1

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