求解应力强度因子的单元初始应力法

提出一种计算应力强度因子的单元初始应力法,该法采用退化的1/4节点奇异单元,通过近裂尖最佳应力点应力进行求解,进而求得应力强度因子。采用单元初始应力法对有限尺寸中心穿透裂纹板受远场均布拉力作用下的应力强度因子计算,数值分析得到的解与精确解相比,平面应变模型的相对误差为3.12%,三维模型的相对误差为3.26%。由该法计算的半椭圆表面裂纹板受远场均布拉力作用下的应力强度因子的数值解与手册解相比,最大相对误差为2.28%。单元初始应力法与位移法相比,具有精度高、简捷、高效的特点,可以较为方便且精确地计算三维裂纹尖端的应力强度因子,值得推广。

复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究

对单元初始应力法应用于复合型三维裂纹问题进行了研究。基于有限元分析技术,利用近裂尖退化的1/4节点奇异单元最佳应力点的应力和坐标,对含有内埋倾斜圆形复合型三维裂纹的圆柱体在远场均布拉伸应力作用下的应力强度因子进行了计算。结果表明,与解析解相比,单元初始应力法计算的KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。单元初始应力法对于复合型三维裂纹应力强度因子的计算具有较强的实用性,且计算精度高。