双槽圆形截面管角裂纹应力强度因子

发布时间：2021-10-08 15:39

　　弯曲载荷作用下,双槽圆形截面管的角裂纹具有两个不同的奇异应力场和相应的应力强度因子,针对该异型薄壁管裂纹问题,提出了一种简单实用的应力强度因子求解方法。即利用守恒律,通过选取适当的三维积分路径,并结合初等力学的应力位移计算方法,显化了应力强度因子对J₂积分的贡献,建立了一个求解应力强度因子的方程。由于该方程不足以求解两个应力强度因子,利用材料力学平截面保持平面的变形假设,建立了应力强度因子之间的补充方程。将J₂积分与补充方程联立求解,既可得到弯曲载荷作用下双槽圆形截面管角裂纹的应力强度因子。对于其他异型薄壁管裂纹问题,该方法同样适用,计算过程简单。 

【文章来源】：计算力学学报. 2020,37(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

裂纹尖端K控制区积分路径

如图2所示,裂纹面远场受纯弯曲载荷作用。选取三维闭合曲面Ωclosed=Ain+Aout+A++A-+Ac,其中,Ain为双槽圆形截面管的内表面,Aout为双槽圆形截面管的外表面,A+为裂纹韧带截面,A-为远场无裂纹截面,Ac为裂纹面。由于Ain和Aout为自由表面,在自由表面上Ti=0,n2=0,则可得J2(Ain)=?Ain(ωn2-Tiui,2)dA=0 (8)

x 2 d =ξ,γ( a r )= ∫ 1 0 1 1-( sin[ 2ε+( a r ) 90 π 1-ξ 2 ]?-sin2ε+( a r ) 360 π 1-ξ 2 + 1 3 ( a r ) 3 ( 1-ξ 2 ) 3/2 +4( a r )[ cosε- 1 2 ( a r ) 1-ξ 2 ] 2 1-ξ 2 π-2ε-sin2ε+2( cosε- 1 4 ) 2 +4sin( cosε- 1 2 ) 2 + t 2sinε 3r 2 + 1 24 ) dξ ?????? ??? (15)如图4(a)所示,Ac由四个角裂纹面组成,该裂纹面有8个对称的裂尖奇异应力点d,d′,j,j′,o,o′,k和k′,与之相对应的应力强度因子可表示为

【参考文献】：
期刊论文
[1]D型截面管应力强度因子分析方法[J]. 袁浩,谢禹钧.  机械强度. 2018(06)
[2]基于子模型法的带有表面裂纹钢丝应力强度因子研究[J]. 乔燕,缪长青,孙传智.  计算力学学报. 2017(02)
[3]平椭圆形截面管应力强度因子[J]. 李冲,谢禹钧.  机械强度. 2017(02)
[4]疲劳裂纹扩展试验载荷谱加重方法研究[J]. 张海英,牛智奇,董登科,陈莉.  工程力学. 2015(09)
[5]广义扩展有限元法及其在裂纹扩展分析中的应用[J]. 章青,刘宽,夏晓舟,杨静.  计算力学学报. 2012(03)
[6]椭圆形截面管环向裂纹应力强度因子分析方法[J]. 王伟,蔡永梅,谢禹钧.  工程力学. 2011(11)
[7]拉伸环向周期裂纹管的应力强度因子[J]. 谢禹钧,王晓华,王伟,徐立志.  工程力学. 2006(06)
[8]方形截面管横向裂纹的应力强度因子KI[J]. 谢禹钧.  工程力学. 2004(06)

硕士论文
[1]三维T型裂纹应力强度因子的数值研究[D]. 张迎军.浙江工业大学 2010



本文编号：3424459