磁电弹性材料中含有带四条裂纹的正方形孔的反平面断裂问题 被引量：1

1

作者 徐燕 杨娟 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期175-185,共11页

针对反平面剪切力作用下,磁电弹性材料中含有带四条裂纹的正方形孔口的断裂问题进行了深入地探索。基于线弹性断裂理论和Riemann-Schwarz解析延拓定理,利用复变函数方法和留数定理,通过构造合适的数值保角映射函数,将解析函数边值问题... 针对反平面剪切力作用下,磁电弹性材料中含有带四条裂纹的正方形孔口的断裂问题进行了深入地探索。基于线弹性断裂理论和Riemann-Schwarz解析延拓定理,利用复变函数方法和留数定理,通过构造合适的数值保角映射函数,将解析函数边值问题转化为柯西积分方程组进行解答,获得了磁电非渗透边界条件下裂纹尖端断裂力学参数的显式表达式。通过与已有结果的对比,验证了方法的有效性。利用数值算例描述了孔洞尺寸、四条裂纹长度和机–电–磁载荷等因素对裂纹扩展参数的影响规律。结果表明:水平右裂纹对孔口裂纹扩展影响更显著;垂直裂纹影响水平裂纹的扩展趋势;在磁电非渗透边界条件下,随着机械载荷的增大,裂纹尖端的应力强度因子变大,而电载荷和磁载荷对裂纹的扩展与机械载荷的大小和方向密切相关。该分析方法为求解复杂多连通域的智能复合材料问题提供了一条有效途径,研究成果为含裂纹的复合材料或结构的优化设计提供了科学依据。 展开更多

关键词 复变函数方法 磁电弹性材料 正方形孔边裂纹 场强度因子 能量释放率

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非均匀复合材料的动态热弹性断裂力学分析 被引量：11

2

作者 王保林 杜善义 韩杰才 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期550-562,共13页

对非均匀复合材料的动态热弹性断裂力学问题进行了研究，假设材料参数沿厚度方向为变化的，沿该方向将复合材料划分为许多单层，取每一单层材料参数为常数，应用Fourier变换法，在Laplace域内推导出了控制问题的奇异积分方程组，给出了... 对非均匀复合材料的动态热弹性断裂力学问题进行了研究，假设材料参数沿厚度方向为变化的，沿该方向将复合材料划分为许多单层，取每一单层材料参数为常数，应用Fourier变换法，在Laplace域内推导出了控制问题的奇异积分方程组，给出了热应力强度因子的表达式，然后利用Laplace数值反演，得出了裂纹尖端的动态应力强度因子．本文的方法具有以下特点：（1）多个垂直于厚度方向的裂纹，（2）材料可以为正交各向异性：（3）考虑了惯性效应．作为算例，研究了带有两个裂纹的功能梯度结构，分析了材料参数的变化对应力强度因子的影响． 展开更多

关键词 非均匀 复合材料 多裂纹 动态热应力 热弹性

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改进的BP算法在路面裂缝分类中的应用 被引量：5

3

作者 高璐 黎蔚 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第28期201-205,共5页

针对传统BP神经网络训练速度慢,误差大且易陷入局部极小值的缺点,设计了一种改进的复合误差函数来代替传统的全局均方误差函数以提高其学习率,同时采用了改进的分层动态调整不同学习率的新BP神经网络对路面裂缝图片进行分类。实验结果表... 针对传统BP神经网络训练速度慢,误差大且易陷入局部极小值的缺点,设计了一种改进的复合误差函数来代替传统的全局均方误差函数以提高其学习率,同时采用了改进的分层动态调整不同学习率的新BP神经网络对路面裂缝图片进行分类。实验结果表明,与传统方法相比,改进后的算法在检测精度和速度上有了明显的提高。 展开更多

关键词 BP神经网络 裂缝分类 复合误差函数 分层动态调整

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正交异性复合材料Ⅰ型裂纹尖端应力场研究 被引量：5

4

作者 谢秀峰 李俊林 杨维阳 《科学技术与工程》 2008年第7期1780-1782,1794,共4页

对正交异性复合材料板的I型裂纹尖端应力场进行了有关的力学分析,通过求解一类线性偏微分方程的边值问题,引入新的应力函数,采用复变函数方法推出了正交异性复合材料板I型裂纹尖端附近的应力场的计算公式.

关键词 复合材料 Ⅰ型裂纹 应力场 复变函数方法

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复合材料厚壁圆筒裂纹扩展的数值模拟 被引量：1

5

作者 杨宇宙 钱林方 +1 位作者 徐亚栋 陈龙淼 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期590-596,共7页

为了提高复合材料厚壁圆筒的承载能力,得到其裂纹扩展规律,基于线弹性破坏力学的扩展有限元法,采用非线性有限元软件ABAQUS,建立含损复合材料厚壁圆筒简化模型,进行模拟内压载荷作用下裂纹扩展的仿真计算,得出裂纹沿复合圆筒轴向和径向... 为了提高复合材料厚壁圆筒的承载能力,得到其裂纹扩展规律,基于线弹性破坏力学的扩展有限元法,采用非线性有限元软件ABAQUS,建立含损复合材料厚壁圆筒简化模型,进行模拟内压载荷作用下裂纹扩展的仿真计算,得出裂纹沿复合圆筒轴向和径向的扩展规律和复合材料各层的损伤模式。结果表明:同等载荷和边界条件作用下,起始裂纹位于端部要比位于中间部位对复合圆筒结构造成的破坏严重。 展开更多

关键词 复合材料 厚壁圆筒 裂纹萌生 裂纹扩展 扩展有限元法 位移矢量函数

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含裂纹复合材料板J积分的复变函数方法 被引量：1

6

作者 张雪霞 李俊林 +1 位作者 杨维阳 张少琴 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第6期745-746,756,共3页

采用复变函数方法讨论了无限大各向异性纤维复合材料单层板I+II混合型裂纹尖端的J-积分。在给出各向异性复合材料单层板J-积分对坐标的曲线积分表示式基础上,通过将裂纹尖端的应力和位移代入该表示式得到了J-积分的复形式———复变函... 采用复变函数方法讨论了无限大各向异性纤维复合材料单层板I+II混合型裂纹尖端的J-积分。在给出各向异性复合材料单层板J-积分对坐标的曲线积分表示式基础上,通过将裂纹尖端的应力和位移代入该表示式得到了J-积分的复形式———复变函数积分的实部,根据柯西—古萨基本定理证明了该J-积分的路径无关性,借助柯西积分公式推出了该J-积分的理论计算公式。 展开更多

关键词 复变函数方法 J-积分 各向异性纤维复合材料 Ⅰ+Ⅱ混合型裂纹

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SH波作用下圆形夹杂与裂纹的相互作用 被引量：13

7

作者 李宏亮 刘殿魁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2004年第5期618-622,共5页

利用特殊函数的加法公式,采用Green函数法研究圆形夹杂附近的裂纹对SH波的散射和裂纹尖端动应力强度因子的求解.取含有圆形夹杂的基体中任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数.首先求解圆形夹杂在S... 利用特殊函数的加法公式,采用Green函数法研究圆形夹杂附近的裂纹对SH波的散射和裂纹尖端动应力强度因子的求解.取含有圆形夹杂的基体中任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数.首先求解圆形夹杂在SH波作用下的散射问题;然后利用Green函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的"人工切割",以恢复存在的裂纹,建立裂纹尖端应力的求解积分,得到动应力强度因子的解答;最后对圆形夹杂附近单平行裂纹问题进行了研究. 展开更多

关键词 夹杂 裂纹 GREEN函数 SH波散射 动应力强度因子(DSIF)

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压电复合材料中正六边形孔边裂纹反平面问题 被引量：4

8

作者 徐燕 杨娟 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第12期4778-4784,共7页

基于压电复合材料力学,通过引入合适的数值保角映射函数,运用Stroh公式和复变函数方法,研究了压电复合材料中含正六边形孔边两不对称裂纹的反平面问题。首先由压电复合材料反平面问题的本构方程和力-电平衡方程推导出其控制方程,结合留... 基于压电复合材料力学,通过引入合适的数值保角映射函数,运用Stroh公式和复变函数方法,研究了压电复合材料中含正六边形孔边两不对称裂纹的反平面问题。首先由压电复合材料反平面问题的本构方程和力-电平衡方程推导出其控制方程,结合留数定理和Cauchy积分公式,求解出电不可通和电可通边界条件下裂纹尖端场强度因子和能量释放率的解析表达式。数值算例分析了正六边形的孔洞边长、裂纹几何尺寸以及机电载荷对等效场强度因子和能量释放率的影响规律。研究结果表明:正六边形孔洞边长和裂纹长度的增加会导致等效场强度因子的增大;在电不可通和电可通边界条件下,能量释放率随着正六边形的边长、裂纹的长度和机械载荷的增加而增加。在电不可通边界条件下电位移既可以促进又可以抑制裂纹的扩展,而在电可通边界条件下电位移对裂纹扩展没有影响。 展开更多

关键词 压电复合材料 正六边形孔边裂纹 复变函数方法 场强度因子 能量释放率

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基于扩展有限元研究非均质材料的应力强度因子 被引量：1

9

作者 苏毅 王生楠 刘俭辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期62-68,共7页

用含裂纹尖端增强函数的扩展有限元借助相互作用积分,研究静态载荷作用下颗粒增强复合材料的断裂行为。假定基体和颗粒都是弹性材料,研究不同颗粒位置对基体裂纹尖端的应力强度因子的影响。用MATLAB编程,数值模拟了中心裂纹,单边裂纹扩... 用含裂纹尖端增强函数的扩展有限元借助相互作用积分,研究静态载荷作用下颗粒增强复合材料的断裂行为。假定基体和颗粒都是弹性材料,研究不同颗粒位置对基体裂纹尖端的应力强度因子的影响。用MATLAB编程,数值模拟了中心裂纹,单边裂纹扩展和孔边裂纹扩展,含刚性颗粒和柔性颗粒时裂纹尖端不同的应力强度因子或能量释放率的变化。 展开更多

关键词 相互作用积分 扩展有限元法 裂纹尖端 应力强度因子

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关于各向异性纤维复合材料板Ⅱ型裂纹尖端的J-积分

10

作者 张雪霞 赵文彬 杨维阳 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第5期571-573,共3页

研究各向异性纤维复合材料单层板Ⅱ型裂纹尖端的J-积分。由特征方程,得到特征根关系式;将应力、位移含特征根的表达式代入J-积分公式,利用复变函数方法、特征根关系式,将J-积分化简整理为复形式─复变函数积分的实部;再利用柯西-古萨定... 研究各向异性纤维复合材料单层板Ⅱ型裂纹尖端的J-积分。由特征方程,得到特征根关系式;将应力、位移含特征根的表达式代入J-积分公式,利用复变函数方法、特征根关系式,将J-积分化简整理为复形式─复变函数积分的实部;再利用柯西-古萨定理,证明了该J-积分的路径无关性。从而将积分路径改为特殊路径-圆,最终得到各向异性纤维复合材料单层板Ⅱ型裂纹尖端J-积分的理论计算公式。笔者推导的方法和给出的结果在相关断裂分析中有一定的实用和理论价值。 展开更多

关键词 J-积分 各向异性 复合材料 Ⅱ型裂纹 复变函数方法

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陶瓷基复合材料基体唇形裂纹失效规律研究

11

作者 李湘萍 陈希 +1 位作者 张鸿 王小峰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期246-255,共10页

建立横向拉伸载荷下的唇形裂纹数学模型,采用复变函数的方法,通过保角映射,推导了唇形裂纹尖端应力场和位移场的解析解,建立了唇形裂纹的应力强度因子准则和最大能量释放率准则,结合算例分析陶瓷基复合材料基体唇形裂纹的几何参数、外... 建立横向拉伸载荷下的唇形裂纹数学模型,采用复变函数的方法,通过保角映射,推导了唇形裂纹尖端应力场和位移场的解析解,建立了唇形裂纹的应力强度因子准则和最大能量释放率准则,结合算例分析陶瓷基复合材料基体唇形裂纹的几何参数、外载荷和纤维分布对失效准则的影响规律。结果表明,(1)裂纹尖端应力场和位移场的解析解与有限元计算结果进行对比,验证了方法的有效性;(2)相较于Griffith裂纹和椭圆裂纹,基于唇形裂纹的失效准则对裂纹尖端的敏感性更高,适用于预测脆性陶瓷基体裂纹的扩展;(3)对于不同几何参数的唇形裂纹,采用最大能量释放率准则的基体裂纹的扩展速率要大于应力强度因子准则。 展开更多

关键词 唇形裂纹 应力强度因子准则 最大能量释放率准则 复变函数 陶瓷基复合材料

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孔边裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子 被引量：37

12

作者 刘殿魁 刘宏伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期292-299,共8页

采用Ｇｒｅｅｎ函数法研究任意有限长度的孔边裂纹对ＳＨ波的散射和裂纹尖端场动应力强度因子的求解．取含有半圆形缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Ｇｒｅｅｎ函数，采用裂... 采用Ｇｒｅｅｎ函数法研究任意有限长度的孔边裂纹对ＳＨ波的散射和裂纹尖端场动应力强度因子的求解．取含有半圆形缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Ｇｒｅｅｎ函数，采用裂纹“切割”方法并根据连接条件建立起问题的定解积分方程，得到动应力强度因子的封闭解答．最后给出了孔边裂纹动应力强度因子的算例和结果。 展开更多

关键词 孔边裂纹 SH波散射 动应力强度因子

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预应力混凝土-ECC复合功能梯度构件抗弯性能研究 被引量：2

13

作者 杨刚 冯凡丁 +2 位作者 谢金元 金伟 姜清辉 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2280-2293,共14页

预应力与纤维水泥基材料均可有效限制混凝土结构开裂,进而提高结构耐久性。为研究两者联合使用的力学性能与双重阻裂效应,研发了预应力混凝土与超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)组合形成的新型功能梯度... 预应力与纤维水泥基材料均可有效限制混凝土结构开裂,进而提高结构耐久性。为研究两者联合使用的力学性能与双重阻裂效应,研发了预应力混凝土与超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)组合形成的新型功能梯度构件。根据ECC替换受拉区混凝土高度的不同,设计4组不同类型的功能梯度试件以及1组普通钢筋混凝土试件并开展四点弯曲试验,研究预应力与ECC材料对试件起裂荷载、正常使用极限状态、变形能力、钢筋与钢绞线应变、裂缝间距与宽度以及裂缝的扩展特性的影响。试验结果表明:预应力以及ECC材料均对试件的起裂荷载有提升作用,两者结合使用下,试件起裂荷载较普通混凝土试件提升了100%左右,其中预应力对起裂荷载的影响更大。ECC的加入对试件的正常使用极限状态有着明显改善,使正常使用极限状态对应荷载值提升至0.81~0.95倍的极限承载力。试件的延性也随着ECC替换的比例增大,得到显著提升,延性提升了58.1%~94.9%。预应力筋在钢筋屈服前为非主要受力筋,在钢筋屈服后成为主要受力筋继续承担荷载,此外,预应力与ECC二者均对钢筋的屈服有延缓作用并随着ECC替换比例的提高而增强,极大地改善了结构的耐久性。对于裂缝,两者结合使用极大地限制了裂缝的出现与发展,使得试件在中低荷载下保持不裂,高荷载下保持裂而不扩。最后基于试验数据修正了规范给出的裂缝计算公式,公式中考虑了对钢筋等效应力的折减、材料和替换比例等因素,提出了适用于预应力功能梯度构件的裂缝计算公式,为进一步研究预应力功能梯度构件的裂缝计算提供了基础。 展开更多

关键词 功能梯度 超高韧性水泥基复合材料 抗弯性能 双重阻裂 裂缝计算

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一类复合缺陷对SH波散射及动应力强度因子

14

作者 田家勇 齐辉 刘殿魁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第3期52-57,共6页

运用Green函数法研究圆形弹性夹杂及其侧边径向裂纹 ,一种新复合型缺陷对SH波散射问题 ,求解侧边裂纹的散射和裂纹尖端场动应力强度因子 .首先 ,给出在表面处含有半圆形弹性夹杂的弹性半空间的水平表面上任意一点 ,承受时间谐和的出平... 运用Green函数法研究圆形弹性夹杂及其侧边径向裂纹 ,一种新复合型缺陷对SH波散射问题 ,求解侧边裂纹的散射和裂纹尖端场动应力强度因子 .首先 ,给出在表面处含有半圆形弹性夹杂的弹性半空间的水平表面上任意一点 ,承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数 .其次 ,取该位移函数作Green函数 ,推导出该问题的定解积分方程 .最后 ,分析介质参数对面圆形弹性夹杂的动应力强度因子的影响 . 展开更多

关键词 圆形弹性夹杂 Green SH波散射 动应力强度因子

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非黏结混凝土-ECC复合功能梯度构件弯曲性能研究 被引量：2

15

作者 袁化强 李洪印 +3 位作者 崔志勇 孙仁娟 管延华 葛智 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1765-1773,共9页

为控制保护层裂缝宽度,阻止有害介质侵入混凝土内部造成钢筋腐蚀锈胀等病害,提高结构物耐久性能,提出一种新型非黏结性超高韧性水泥基复合材料功能梯度构件。通过四点弯曲试验研究层间黏结方式及纤维网增强对功能梯度构件的起裂荷载、... 为控制保护层裂缝宽度,阻止有害介质侵入混凝土内部造成钢筋腐蚀锈胀等病害,提高结构物耐久性能,提出一种新型非黏结性超高韧性水泥基复合材料功能梯度构件。通过四点弯曲试验研究层间黏结方式及纤维网增强对功能梯度构件的起裂荷载、极限荷载、跨中位移、裂缝发展和裂缝宽度等性能的影响规律及破坏模式。研究结果表明:黏结方式对功能梯度构件的起裂荷载影响不大,对极限荷载影响较大。采用纤维网增强可以弥补非黏结性功能构件承载能力较低的不足。非黏结性功能梯度构件可以对裂缝更好地进行无害化分散,避免了黏结性功能梯度构件出现的局部性裂缝集中现象,构件破坏后保护层平均裂缝宽度不大于0.1mm,且未贯通保护层,可有效提高构件的耐久性。 展开更多

关键词 非黏结性功能梯度构件 四点弯曲 超高韧性水泥基复合材料 裂缝 纤维网

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