用围线积分法计算压电材料面外剪切问题的应力强度因子

本文把Ｂｅｔｉ功互等原理推广到压电材料的面外剪切问题中，并且根据Ｐａｋ的压电材料Ⅲ型裂纹问题复势解，给出了其裂端位移、电势、应力和电位移的渐近解及相应的辅助场具体形式。然后，把有限元数值解作为真实平衡状态，把推导出的辅助场作为辅助平衡状态，利用围线积分法计算出了压电材料Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子ＫⅢ和电强度因子ＫⅣ。算例表明。

基于p型有限元法和围线积分法计算复合型应力强度因子

传统有限元法由于采用低阶插值计算应力强度因子时,需要划分的网格数较多,收敛速度较慢,得到的应力强度因子精度不足。p型有限元法在网格确定时通过增加插值多项式的阶数来提高计算精度,具有网格划分少、收敛速度快、精度高、自适应能力强等特点。本文采用基于p型有限元法的有限元计算软件StressCheck计算得到应力场和位移场,并由围线积分法导出混合型应力强度因子(SIFs)。通过几个经典算例,分析了围线的选择对计算精度的影响,计算了不同裂纹长度、不同裂纹角度和裂纹在应力集中区域不同位置时的应力强度因子。并将数值结果、理论解与文献中其他数值计算方法所得的部分结果进行了对比分析,结果表明自由度数不大于7000时,导出的应力强度因子相对误差最大不超过1.2%,数值解表现出较高的精度及数值稳定性。

基于扩展有限元法的传热管贯穿裂纹应力强度因子计算

蒸汽发生器作为压水堆的重要压力边界,其传热管是否破损直接关系到反应堆的运行安全。为解决蒸汽发生器中传热管疲劳裂纹扩展数字孪生中裂纹长度的预测问题,本文通过ABAQUS软件,对已存在贯穿裂纹的传热管进行建模,比较其自带的围线积分法和扩展有限元法(extended finite element method,XFEM)计算应力强度因子(stress intensity factor,SIF)的准确性。在裂纹尺寸a/W>0.5时,XFEM与公式解结果相差较小。因此,采用XFEM计算其在不同应力下的应力强度因子,发现随着裂纹尺寸、载荷的增大,应力强度因子也随着增大,应力值与应力强度因子成正比关系。

V形切口的断裂研究

对Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ的求解Ｖ形切口应力强度因子的围线积分法作了改进，提高了计算精度，减少了计算工作量．在大量有限元计算数据的基础上，本文拟合了远场拉伸单边和双边Ｖ形切口板应力强度因子的计算公式．进一步，结合文献［４］所提出的Ｖ形切口断裂准则，可以方便地对切口试件的断裂载荷进行预测．

无网格伽辽金法在裂纹扩展中的应用研究

采用无网格伽辽金法,在处理裂纹不连续问题时运用透射法则,计算应力强度因子时分别采用J积分法和远场围线积分法,成功地求解出了单边裂纹有限板和单边斜裂纹有限板的位移场、应力场以及裂纹尖端的应力强度因子,并实现了对裂纹扩展的追踪。

基于双谱理论的雷达辐射源指纹特征提取

针对雷达辐射源指纹特征提取困难的问题,提出了基于双谱切片法和双谱围线积分法,提取辐射源指纹特征的方法。介绍了二相编码信号的无意调制,仿真了理想情况和含有相位噪声的二相编码信号的时域波形。阐述了含相位噪声雷达信号的双谱估计,仿真了含相位噪声的二相编码信号的双谱图及等高图。最后利用双谱切片法和双谱围线积分法,提取了辐射源的指纹特征,通过计算机仿真实验验证了该方法的可实施性。

基于p型有限元法研究断裂力学问题

本文基于stresscheck,用p型有限元法和围线积分法求解混合型裂纹尖端应力强度因子。p型有限元法精度高、收敛快、自适应能力强。围线积分法基于betti功互等定理,用前者计算的应力场和位移场,沿绕裂纹尖端的围线积分,精确计算出混合型裂纹的应力强度因子。文章分析了积分路径、网格密度、p对解稳健性的影响。并与文献和解析解的结果作了对比,表现了良好的精度和收敛速率。

基于p型有限元法计算边缘斜裂纹应力强度因子

求解不连续问题的传统方法是扩展有限元方法,但其在求解应力强度因子时,需要较多的网格数,且收敛速度较慢,计算精度也显不足。将p型有限元法和围线积分法结合起来求解应力强度因子,既可以通过p型有限元法减少所需网格数和提高计算精度,又可以通过围线积分法(CIM)提高计算精度。首先通过p型有限元法求得位移场和应力场,再利用围线积分法(CIM)导出应力强度因子(SIFs)。分析计算了经典算例,讨论了网格划分对导出应力强度因子的影响,并将计算所得的数值结果与经典算例的理论解或文献中通过其它数值计算方法获得的部分数值计算结果进行了对比分析。计算结果表明:通过p型有限元法和围线积分法(CIM)所导出的应力强度因子(SIFs)的数值解表现出了较高的精度和较好的数值稳定性。