含有贯穿厚度圆孔的无限大板的精确三维应力解(英文)

应力集中是船舶结构中十分常见且非常重要的现象。文章对远场单向拉伸载荷作用下的含有一个贯穿厚度圆孔的无限大各向同性弹性板进行了理论研究,基于Kane和Mindlin假设获得了三维应力场的精确解,给出了应力集中因子和离面应力约束因子的简明表达式。采用当前的理论解对应力集中和离面约束进行了全面研究,重点分析了板厚的影响。一个有趣的结论是板厚对于径向应力的影响要比面内的另外两个应力分量的影响高一个数量级。另外一个是离面应力约束因子随着半板厚h与孔半径R的比值的变化而改变,并且在垂直于拉伸载荷且沿着孔径的方向上其值在0与2/3之间变化。结果与有限元结果完好吻合,由此证明了当前理论解的正确性。