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基于SBFEM的多裂纹问题断裂分析 被引量:7
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作者 刘钧玉 林皋 杜建国 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期392-397,共6页
多裂纹问题中的应力强度因子是断裂力学中需要计算的重要参数.在子结构法思想的基础上利用比例边界有限元法计算了弹性多裂纹问题的I型裂纹应力强度因子.对于多裂纹的弹性问题根据裂纹的数目确定相似中心的数目,在每一个子块内保持比例... 多裂纹问题中的应力强度因子是断裂力学中需要计算的重要参数.在子结构法思想的基础上利用比例边界有限元法计算了弹性多裂纹问题的I型裂纹应力强度因子.对于多裂纹的弹性问题根据裂纹的数目确定相似中心的数目,在每一个子块内保持比例边界有限元法的特点.利用该数值技巧可以求解任意多裂纹问题的应力强度因子,数值算例表明该方法是有效且精确的.最后给出了正交各向异性材料双边非对称裂纹问题的计算结果,进而推广了比例边界有限元法的应用范围. 展开更多
关键词 断裂力学 应力强度因子 多裂纹问题 比例边界有限元法 正交各向异性材料
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多裂纹问题计算分析的本征COD边界积分方程方法 被引量:8
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作者 郭钊 郭子涛 易玲艳 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第2期200-209,共10页
针对多裂纹问题,若采用常规的数值求解技术,计算效率较低.为实现多裂纹问题的大规模数值模拟,建立了本征裂纹张开位移(crack opening displacement,COD)边界积分方程及其迭代算法,并引入Eshelby矩阵的定义,将多裂纹分为近场裂纹和远场... 针对多裂纹问题,若采用常规的数值求解技术,计算效率较低.为实现多裂纹问题的大规模数值模拟,建立了本征裂纹张开位移(crack opening displacement,COD)边界积分方程及其迭代算法,并引入Eshelby矩阵的定义,将多裂纹分为近场裂纹和远场裂纹来处理裂纹间的相互影响.以采用常单元作为离散单元的快速多极边界元法为参照,对提出的计算模型和迭代算法进行了数值验证.结果表明,本征COD边界积分方程方法在处理多裂纹问题时取得较大的改进,其计算效率显著高于传统的边界元法和快速多极边界元法. 展开更多
关键词 多裂纹问题 本征裂纹张开位移 边界积分方程 快速多极边界元法 数值模拟
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多铁性颗粒复合材料内部的平行多裂纹问题
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作者 周凯 《内燃机与配件》 2016年第11期75-77,共3页
压电/压磁颗粒复合材料是通过粉末冶金工艺将压电相与压磁相混合烧结形成的复合材料。在文献中,它常常被称为磁电弹材料。磁电弹材料对于应力场、电场、磁场等物理场的变化较为敏感,这三者中任一个发生改变都可能在材料内部引起其余两... 压电/压磁颗粒复合材料是通过粉末冶金工艺将压电相与压磁相混合烧结形成的复合材料。在文献中,它常常被称为磁电弹材料。磁电弹材料对于应力场、电场、磁场等物理场的变化较为敏感,这三者中任一个发生改变都可能在材料内部引起其余两者变化。由于该类材料为脆性陶瓷,在力电磁载荷作用下,它难免发生开裂。工程中,裂纹的萌生与扩展不仅会降低磁电弹器件的机械强度,而且将显著降低其力电磁耦合效果。在服役过程中,磁电弹材料内部可能同时产生多条裂纹。与单一裂纹的情况相比,多裂纹具有更为复杂的几何排列和相互作用。这使得具有多裂纹的磁电弹材料的断裂行为也将呈现出更复杂的规律。因此,在磁电弹材料的防断裂设计中,有必要研究多裂纹共存的情况及其相互作用规律。与一般的多裂纹问题相比,平行多裂纹问题由于几何构型相对简单,因而在理论分析上具有较强的可行性。不仅如此,平行多裂纹问题还是构造和研究更复杂的多裂纹问题的基础。所以,研究磁电弹材料中的平行多裂纹问题对于磁电弹结构的优化设计具有十分重要的意义。本文采用Green函数与奇异积分方程法,求解电(磁)加载条件下磁电弹条内部的平行多裂纹问题,得到了应力强度因子的数值解,并基于数值结果讨论了平行裂纹之间的相互作用规律,相关结论可为工程中磁电弹材料的防断裂优化设计提供理论参考。 展开更多
关键词 多铁性颗粒复合材料 平行裂纹 多裂纹问题 断裂力学
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多铁性层状复合材料中平行界面上的多裂纹问题
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作者 周凯 《内燃机与配件》 2016年第11期46-48,共3页
与压电/压磁颗粒复合材料相比,压电/压磁层状复合材料结构简单,而且常温下的磁电耦合系数较大,因而具有更大的应用前景。然而,在力电磁载荷的作用下,压磁层和压电层的界面难免会发生开裂。这是因为:第一,夹杂、空穴等制造缺陷一般集中... 与压电/压磁颗粒复合材料相比,压电/压磁层状复合材料结构简单,而且常温下的磁电耦合系数较大,因而具有更大的应用前景。然而,在力电磁载荷的作用下,压磁层和压电层的界面难免会发生开裂。这是因为:第一,夹杂、空穴等制造缺陷一般集中在界面区域;第二,长时间工作之后,压电/压磁复合材料界面处的导电银胶可能发生老化,在载荷作用下,老化的界面易于产生损伤甚至开裂;第三,界面两侧压磁层与压电层的材料性能失配往往会导致界面附近区域产生应力集中,从而引起界面开裂。因此,各层间界面上的裂纹问题也十分值得研究。该类复合材料一般是由多层压电相与压磁相交替粘接而成,为了简化起见,本文仅研究由中间的压磁层和两侧的压电层所组成的三层复合材料中两个平行界面上的多裂纹问题。现有文献在对压电/压磁层状复合材料开展断裂力学分析时,一般都不计压电层的导磁性与压磁层的介电性。然而,实际上它们却往往未必可以忽略。因此,在本文的分析中,我们假定压电层的磁导率与压磁层的介电系数同时都不为零。在此基础上,本文对压电/压磁层状复合材料的界面非等长多裂纹问题进行理论推导和数值计算,探讨几何参数和物理参数对界面断裂规律的影响,为工程中的界面防断裂设计提供理论参考。 展开更多
关键词 压电/压磁层状复合材料 平行界面 多裂纹问题 断裂力学
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以圆周为界面两相材料多裂纹反平面问题 被引量:2
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作者 陆建飞 杨辉 沈为平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期69-73,共5页
运用复变函数及积分方程方法,求解了以圆周为界面的两相材料中的多裂纹反平面问题.为解决该问题,建立了两种类型的基本解,分别对应于单裂纹在圆域内和圆域外的情形.利用叠加原理和所得的基本解把两相材料中的多裂纹问题化为单裂纹... 运用复变函数及积分方程方法,求解了以圆周为界面的两相材料中的多裂纹反平面问题.为解决该问题,建立了两种类型的基本解,分别对应于单裂纹在圆域内和圆域外的情形.利用叠加原理和所得的基本解把两相材料中的多裂纹问题化为单裂纹问题的叠加,得出了一组以基本解密度函数为未知函数的Fredholm积分方程组.通过对该积分方程组的数值求解,可以得出密度函数的离散值,进而得出裂纹尖端的应力强度因子.文中对于两条裂纹分别位于圆域内和圆域外以及两条裂纹均在圆域外的情形进行了数值计算. 展开更多
关键词 裂纹 积分方程 两相材料 反平面 多裂纹问题
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