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确定多重应力强度因子的数值方法的研究

王海军  
【摘要】: 本文基于弹性力学平面问题的基本方程,推导出了均质材料V型切口尖端、裂纹尖端以及结合材料界面端的应力奇异性特征方程及其附近的位移场和奇异应力场。基于常规的数值分析结果,提出了利用一个应力分量确定单应力奇异性次数和双应力奇异性次数的数值方法,给出了确定单应力强度因子和双应力强度因子的数值方法。利用上述数值方法和有限元程序Algor的数值分析结果,对Ⅰ型裂纹、Ⅰ与Ⅱ的复合型裂纹、V型切口以及结合材料界面端等单应力奇异性与双应力奇异性问题进行了具体计算。计算结果表明,确定应力奇异性次数和应力强度因子的最佳方向是在(σ_1—σ_3)变化梯度最小的方向,本文所提出的数值方法具有简单、通用和精度高的特点,便于实际工程应用。


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