單邊直裂紋三維應(yīng)力強度因子有限元研究.pdf

1、應(yīng)力強度因子是裂紋尖端的應(yīng)力場和位移場的表征，同時也是建立斷裂判據(jù)的依據(jù)。目前，二維狀態(tài)下應(yīng)力強度因子的研究比較成熟，但工程實際中的應(yīng)力狀態(tài)往往是三維的，三維應(yīng)力強度因子的特性還在探討之中。因此對三維應(yīng)力強度因子的研究十分必要。
　　 本文以單邊直裂紋試樣為研究對象，進(jìn)行了有限元建模和網(wǎng)格的劃分。在此基礎(chǔ)上，運用三維虛擬裂紋封閉積分法計算了I型裂紋、Ⅱ型裂紋在平面應(yīng)變條件下的能量釋放率和應(yīng)力強度因子，并將計算結(jié)果與二維解析參考解

2、進(jìn)行比較，對計算結(jié)果的正確性和精度進(jìn)行分析。
　　 其次，對I型裂紋、Ⅱ型裂紋和Ⅲ型裂紋在三維條件下的的能量釋放率和應(yīng)力強度因子進(jìn)行計算，與平面應(yīng)變條件下的結(jié)果進(jìn)行比較，并對計算結(jié)果進(jìn)行分析。同時，與混合奇異單元法的計算結(jié)果進(jìn)行對比，分析計算結(jié)果的正確性和計算方法的可行性。運用三維斷裂判據(jù)，計算三維條件下三種裂紋的等效應(yīng)力強度因子。
　　 最后，聯(lián)系工程中的實際情況，改變試樣的幾何參數(shù)、裂紋長度和泊松比，分析了上述參數(shù)對