中心裂纹圆盘断裂参数的有限元标定

论文摘要

圆盘试件作为最受研究人员青睐的式样类型,被广泛用于测试和研究脆性材料（如岩石、聚合材料及陶瓷等）的Ⅰ、Ⅱ型及复合型断裂韧性。Williams级数解的常数项,即平行于裂纹方向的T应力对裂纹的断裂行为存在很大影响,进一步的研究表明,裂纹尖端Williams级数解的更高阶非奇异项（n=3）对中心直裂纹圆盘断裂特征的影响同样显著。研究采用有限元法获得了裂纹尖端多个节点的位移值,建立超静定方程组,采用最小二乘法对其进行求解,对Williams级数解的奇异项应力强度因子KⅠ和KⅡ,常数项T应力以及更高阶系数A3和B3进行求解。最后,给出了不同相对裂纹长度a/R及裂纹倾角的中心裂纹圆盘裂纹尖端的应力强度因子K*Ⅰ及K*Ⅱ,以及更高阶项断裂参数A*3和B*3。结果表明:T*随裂纹倾角增大逐渐增大且保持为负值;B*3均为正值且随裂纹倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;K*Ⅰ,A*3均随裂纹倾角的增大逐步减小,而K*Ⅱ随裂纹倾角的增大而增大;中心裂纹圆盘的纯Ⅱ型断裂裂纹倾角随相对裂纹长度的增大而减小,而Ⅱ型无量纲应力强度因子随裂纹长度的增大而增大。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 段国胜

关键词: 中心裂纹圆盘,断裂参数,级数解,应力强度因子,高阶项

来源: 甘肃科学学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,地质学,建筑科学与工程

单位: 青海交通职业技术学院

基金: 青海东部地区公路泥石流特征及快速抢修技术研究项目(2018-ZJ-733)

分类号: O346.1;TU45

DOI: 10.16468/j.cnki.issn1004-0366.2019.05.023

页码: 129-134

总页数: 6

文件大小: 1972K

下载量: 26

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