Using Refined Theory to Studied Elastic Wave Scattering and Dynamic Stress Concentrations in Plates with Two Cutouts

In this paper, based on complex variables and conformal mapping methods, using the refined dynamic equation of plates, elastic wave scattering and dynamic stress concentrations in plates with two cutouts were studied. Applying the orthogonal function expansion method, the problem to be solved can be reduced into the solution of a set of infinite algebraic equations. According to free boundary conditions, numerical results of dynamic moment concentration factors in thick plates with two circular cutouts analyze that: there will be more complex interaction changes between two-cutout situation than single cutout situation. In the case of low frequency or high frequency and thin plate, the hole-spacing in the absence of coupling interactions was larger or smaller. The numerical results and method can be used to analyze the dynamics and strength of plate-like structures.

围缘扁钢加强的开圆孔无限平板应力解析算法

为了研究围缘扁钢加强的开圆孔无限平板应力解析计算方法,近似认为围缘扁钢区域的平均应力处于广义平面应力状态。运用复变函数论的方法,将应力函数表示为两个待定的解析函数;列出围缘扁钢的边界条件、围缘扁钢与平板之间的应力连接条件和位移连接条件,求出应力函数,根据求出的应力函数便可求出应力。为了描述围缘扁钢减缓孔口应力集中的效果,提出围缘扁钢加强系数的定义。算例计算表明:本文提出的解析算法计算结果与有限元法计算结果吻合良好,围缘扁钢加强的开圆孔无限平板应力普遍小于开圆孔无限平板应力,围缘扁钢加强效果明显;相同体积的加强构件,围缘扁钢的加强效果优于环形加厚板。

弯曲波对含多圆孔薄板的散射与动应力集中

采用复变函数法和多极坐标方法,研究了弯曲波对含有多圆孔薄板的散射问题。通过板的弯曲波动方程和内力方程的推导,求出在入射弯曲波条件下该问题的一般解的函数逼近序列和边界条件的表达式。用展开正交函数的方法将待解的问题归结为对一组无穷代数方程组的求解。最后,给出了含3圆孔薄板的孔边动应力集中系数的结果,并分析了孔间距和波数对动应力分布的影响。

含两个圆孔电致伸缩材料的二维应力集中问题研究

应用复变函数方法,研究了含有两个圆孔无限大电致伸缩材料的二维应力集中问题。基于精确的电学和力学边界条件以及复变函数级数表示法,给出了孔边电场和应力场的一般解;在具体数值计算中,通过令两孔相距足够远得到单孔问题的近似解,并与已有单孔精确解比较,验证了本文解的正确性;通过改变孔内介质的介电常数和孔的位置讨论了孔周应力的分布规律。结果表明:当两孔距离很大时,圆孔孔周应力分布不受另一孔的影响;一般情况下孔内的电场很微弱,对孔周应力影响很小,可略去不计;当两孔圆心连线垂直于外加电场时,孔周应力峰值达到最大。

多圆孔边裂纹应力强度因子复变函数解

飞机机身蒙皮结构多紧固件,孔边裂纹扩展过程中的加速效应主要表现为多条疲劳裂纹之间应力强度因子的相互干涉。基于Muskhelishvili复变函数理论和有限截项原则,提出一种修正的近似迭加方法,用于求解远场应力作用下的多圆孔边裂纹应力强度因子,并分析了双孔等长裂纹、双孔不等长裂纹、三孔等长裂纹、三孔不等长裂纹等四种开裂模式的应力强度因子变化规律。算例表明,随着相邻裂纹尖端逐渐趋于接近,裂纹间的干涉效应表现明显,无量纲应力强度因子快速增加。

含功能梯度材料加强环的任意几何形状孔附近应力集中分析

基于复变函数理论,结合保角变换技术研究含功能梯度材料（FGM）加强环的任意几何形状孔附近应力集中.采用分层均匀化方法,给出了远场均布载荷作用下材料参数沿孔周法线方向任意变化的FGM加强环内的复势函数解.通过数值算例,详细讨论了加强环内杨氏模量不同变化规律对三角形、正方形、矩形等各种几何形状孔附近应力分布的影响.结果表明：通过在孔周衬入FGM加强环并合理选择加强环内材料参数的递变规律,可以有效缓解各种几何形状孔附近的应力集中.同时通过一些特例与已有文献比对验证了论文结果的正确性.