方孔分支裂纹的一种边界元分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.comVo1．40No．7第40卷第7期哈尔滨工业大学学报2008年7月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYJuly2008方孔分支裂纹的一种边界元分析闫相桥(哈尔滨工业大学复合材料研究所，哈尔滨150001，E～mail：yanxiangqiao@hotmail．corn)摘要：方孔分支裂纹是一个很复杂裂纹问题．本文利用笔者最近提出的边界元方法来研究内部压力作用下方孔分支裂纹问题．数值算例与文献报道的结果进行比较，发现这种数值方法无论对无限大板还是对有限大板中复杂裂纹的应力强度因子

2、计算都非常有效．另外本文报道的方孔分支裂纹的应力强度因子数值结果可以揭示裂纹体几何对应力强度因子的影响．关键词：裂纹；应力强度因子；边界元；裂尖单元中图分类号：TB12文献标识码：A文章编号：0367—6234(2008)07—1085—04BoundarydementanalysisofbranchingcracksemanatingfromasquareholeYANXiang—qiao(ResearchLaboratoryonCompositeMaterials，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China

3、，E～mail：yanxiangqiao@hotmail．corn)Abstract：Branchingcracksemanatingfromasquareholeisaverycomplicatedproblem．Inthispaper，ana—nalysisofbranchingcracksemanatingfromasquareholesubjectedtotheinternalpressureismadebymeansofaboundaryelementmethodpresentedrecentlybytheauthor．Numericalexampl

4、esaregivenandcomparedwiththoseinliterature．Itisfoundthatthenumericalapproachisveryeffectiveandaccurateforcalculatingthestressintensityfactorsofcomplexcrackseitherinaninfiniteplateorinafiniteplate．Moreover，theUU—mericalresultsreportedherecanrevealtheeffectofthecrackedbodygeometryonth

5、estressintensityfactors．Keywords：crack；stressintensityfactor；boundaryelement；crack—tipelement由于孔边应力集中，孔边很可能起源裂纹．因的常位移不连续单元和笔者最近提出的裂尖位移此，很多研究者专注于孔边裂纹问题．对单轴载荷不连续单元构成．在该边界元方法的实施过程作用下无限大板中源于圆孔的分支裂纹，Bowiel】J中，左、右裂尖位移不连续单元分别置于裂纹的左、获得其解答．对单轴载荷作用下无限大板中源于椭右裂尖处，而常位移不连续单元则分布于除了裂尖圆孔的对称分支裂纹，Newm

6、an利用边界配置法位移不连续单元占据的位置之外的整个裂纹面及(boundarycollocationmethod)、Murakami利用体其他边界．称这种边界元方法为杂交位移不连续力法(bodyforcemethod)获得其数值解答．对双轴法_8J．就笔者所知，内部压力作用下正方形孔的分载荷作用下无限大板中源于圆孔的分支裂纹，支裂纹的应力强度因子尚未获得．本文对这一问题Tweed和Rooke利用Mellin变换技术获得其解的数笸结果进一步证实这种数值方法无论对无限答．对单轴载荷作用下无限大板中源于椭圆孔的分大板还是对有限大板中复杂裂纹的应力强度因子支斜裂纹，I

7、sida等利用体力法获得其数值解．计算的有效性，同时该数值结果可以揭示裂纹体几本文利用笔者最近提出的边界元方法研究内何对应力强度因子的影响．部压力作用下正方形孔的分支裂纹问题(见图1和1数值方法图2)．该边界元方法由Crouch与Starfield建立本节扼要描述平面弹性裂纹分析的杂交位移收稿日期：2006—05—10．不连续边界元法J，该边界元方法由Crouch与作者简介：闫相桥(1959一)，男，教授，博士生导师Stafieldl6的常位移不连续单元和笔者最近提出维普资讯http://www.cqvip.com·1086·哈尔滨工业大学学报第4O卷的裂尖位

8、移不连续单元构成．=2GH,[2B4(