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基于神经网络的裂纹尖端应力分析

朱文艺  
【摘要】: 本文通过采集裂纹尖端的样本,使用神经网络的方法,拟合出应力分布和坐标(r,θ)的非线性关系,进而得到较为精确的裂纹尖端的应力场。使用Misess屈服准则对Ⅰ型裂纹进行塑性区的判断,将得到的结果与已有结果进行比较,从而印证了神经网络用于裂纹尖端应力分析的正确性和可行性。运用得到的应力场可以得到均匀材料含中央穿透型裂纹的塑性区和两相材料界面裂纹的塑性区。 在得到印证的前提下,作者将得到的应力场用于应力三维度的计算,可以得到包围塑性区的圆上应力三维度最大的点,进而计算该点的角度。将得到的角度和断裂实验得到的断裂角进行比较,可以发现它们的一致性很好。将此法推广,可以得到其它均匀材料裂纹的起裂角θ_0,并给出界面裂纹开裂角的参考值。提出新的起裂方向的判据。 计算结果表明:神经网络可以用于裂纹尖端的应力分析中,应力三维度可以作为计算裂纹起裂角的重要依据。


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