含裂纹的弹性薄园板的匀速旋转

本文对内部出现在任意位置的穿透直线裂纹的弹性簿圆板的匀速旋转问题,用弹性理论复变函数方法,进行了讨论,得到了用级数表示的复应力函数,给出了应力强度因子的一般表示式,并计算了大量的应力强度因子之值,最后,还给出了计算应力强度因子的近似式。计算结果表明,在广大范围内,由近似式计算的中、小裂纹的应力强度因子之值,与其精确值比较,相差甚微,因而可用于实际工程计算。     

在任意位置的裂纹上受均布法向压力的弹性薄圆板

本文对内部出现在任意位置的穿透直线裂纹的弹性薄圆板,在裂纹上下岸受到板平面内的均布法向压力的情形,用弹性理论复变函数方法,进行了讨论,得到了用级数表示的复应力函数,给出了应力强度因子的一般表示式,并计算了大量的应力强度因子之值,最后还给出了计算应力强度因子的近似式。计算结果表明,在广大范围内,由近似式计算的中小裂纹的应力强度因子之值,与精确值比较,相差甚微。     

含椭圆形夹杂的压电材料反平面应变问题的基本解

应用复变函数的Ｆａｂｅｒ级数展开，导出了在集中载荷作用下，含椭圆夹杂的压电材料反平面应变问题的基本解。对几个简单情形的问题，给出了封闭形式的复型基本解和裂纹尖端的场强度因子，结果表明，应力强度因子与普通材料的应力强度因子相同，而电位移强度因子与前者有相同的表达形式。     

含椭圆形夹杂的压电材料反平面应变问题的基本解

应用复变函数的Ｆａｂｅｒ级数展开，导出了在集中载荷作用下，含椭圆夹杂的压电材料反平面应变问题的基本解，对向个简单情形的问题，给出了封闭形式的复型基本解和裂纹尖端的场强度因子，结果表明，应力强度因子与普通材料的应力强度因子相同，而电位移强度因子与前者有相同的表达形式。     

在任意位置的裂纹上受均布剪应力的有限薄圆板

本文对内部任意位置含穿透直线裂纹的有限弹性薄圆板,在裂纹上、下岸受到均布剪应力的情形,用复变函数方法,进行了讨论,得到了用级数表示的复应力函数,给出了应力强度因子的一般表示式,并计算了大量的应力强度因子之值,最后还给出了计算应力强度因子的近似式,计算结果表明,在广大范围内,由近似式计算的中、小裂纹的应力强度因子之值,与精确值比较,相差甚微.因而可用于实际工程计算.     

含裂纹的圆柱体弯曲应力强度因子

本文对内部出现在任意位置的直线裂纹的圆柱体在力与裂纹垂直时的弯曲问题,用弹性理论复变函数方法进行了讨论。得到了位移、应力和应力强度因子用级数表示的表达式;给出了计算应力强度因子的近似式;附表还列出了大量的应力强度因子之值。从表中可以看到近似式给出了好的近似,在很大的范围内,其误差小手或远小于1％。     

含内裂纹的圆柱体弯曲应力强度因子的一种情形

本文对内部出现在任意位置的纵向穿透的直线裂纹,在力与裂纹平行时的弯曲问题,用复变函效方法进行了讨论,得到了位移分量、应力分量和应力强度因子用级数表示的表达式,给出了计算应力强度因子的近似式。附表中还列出了大量的应力强度因子之值。与精确值相比,近似式给出好的近似,在很大的范围内,其相对误差的绝对值远小于或小于1％,因而可用于实际工程计算。     

含内裂纹的圆柱体扭转应力强度因子

本文对内部任意位置出现纵向穿透直线裂纹的圈柱体扭转问题,用复变函数方法进行了讨论,得到了用级数表示的位移分量、应力分量、扰扭刚度和应力强度因子的一般表示式,给出了计算应力强度因子的近似式,附表中还列出了大量的应力强度因子之值。与精确值相比,近似式给出好的近似,在很大的范围内,其相对误差的绝对值远小于或小于1％,可用于实际工程计算。     

中心裂纹类岩石材料应力强度因子测定

为了得到裂隙类岩石的应力分布规律,利用预制中心斜裂纹的类岩石材料进行单轴受压试验。根据有限大板求解裂纹尖端应力强度因子的位移方程,推导出能够直接用于程序运算的方程形式。计算程序中通过修正级数项消除了矩阵的奇异性,通过编制计算程序并结合数字图像相关法测定了类岩石Ⅱ型应力强度因子。计算原理采用了有限大板的应力强度因子计算公式,并考虑了裂面之间的摩擦力。采用最小二乘法求解含未知参数的位移方程组,对30°、45°和60°三种不同倾角裂纹的试件进行对比分析。研究结果表明:采用该方法可以准确测定类岩石材料的应力强度因子,因此这种方法是一种有效测定岩石和类岩石材料应力强度因子的方法。     

含弱界面结构断裂分析中辛方法

基于哈密顿体系,提出了一种分析含弱界面弹性材料断裂问题的辛方法.通过引入对偶变量,建立基本问题的哈密顿体系.在该体系下,问题的解可被辛本征解的级数形式所表示.利用辛本征解之间的辛共轭正交关系,以及裂纹面条件、弱界面条件和结构外边界条件,可确定辛本征解级数的待定系数,从而得到问题的解.这样,可以获得Ⅰ型和Ⅱ型广义应力强度因子解析表达式.数值结果揭示了各种边界条件对应力强度因子的影响,同时也表明该方法对复杂的混合边界条件问题更有效.     

2.5M提升机主轴表面缺陷的应力强度因子

本文在无限体及半无限体应力强度因子表达式和提升机主轴表面缺陷的简化结果的基础上,通过理论分析和光弹试验的方法,讨论了塑性区对应力强度因子的修正和主轴表面对应力强度因子的影响,从而得到提升机主轴表面缺陷应力强度因子的具体表达式,并且通过应力分析、材料的断裂韧性指标,计算了在非常载荷情况下,某些危险截面处的表面缺陷的容许尺寸。     

材料损伤的约束应力区裂纹模型与求解

以约束应力描述材料的损伤程度,约束应力的大小和分布取决于材料的损伤状态,建立了描述材料破坏过程的约束应力区裂纹模型。考虑约束应力为线性分布,在远场均匀拉应力作用下,采用Muskhelishivili方法对I型约束应力区裂纹模型进行求解,得到了应力强度因子与裂纹张开位移的解析解。并通过数值计算研究了各因素对应力强度因子与裂纹张开位移的影响。     

V型缺口应力及应力强度因子的计算

断裂力学理论和应用对平面线弹性线裂缝问题已相当成熟，但对V型缺口(如混凝土坝坝踵)的研究还不很多．实际上当V型缺口的a=2π时(图1)即为线裂缝，因而研究V型缺口的应力和应力强度因子将更具有普遍意义．用常规有限元法虽也能求解，但要求网格分得很细，工作量很大，且不易掌握．文献[1]对此类问题曾有所研究，但没有给出应力强度因子的求法．亦有人提出用边界配置法求解，但边界条件复杂时实用性较差．本文对V型缺口应力及应力强度因子的计算做了一些探索，推导了缺口附近位移场，应变场和应力场的任意高阶级数表达式，并据此构造了能反映V型缺口应力奇异性的扇形奇异单元．     

无限长条各向异性功能梯度材料运动裂纹

利用其材料剪切模量和密度的指数模型，通过Fourier积分变换导出无限长条各向异性功能梯度材料约束边界反平面Yoffe问题的对偶积分方程，利用Jacobi多项式将位移展开成级数形式，并采用Schmidt数值方法计算出了裂纹尖端的应力强度因子的动态半解析解和数值解，得出了裂纹运动速度、梯度参数、长条高度及不均匀系数对动态应力强度因子的影响。结果表明：材料的剪切模量在厚度上的变化和材料的不均匀系数对动应力强度因子具有较大的影响。     

以射裂缝顶部局部应力取代应力强度因子的可行性

在分析反向裂缝顶附近弹性区和塑性区的应力、应变状态的基础上，提出肜应力取代应力强度因子的设想，论证了设想的可一和优越性，编制了三维有元程序，并结合算列进行了验证。     

反射裂缝顶端局部应力取代应力强度因子的可行性

在分析反射裂缝顶端附近弹性区和塑性区的应力、应变状态的基础上，提出用应力取代应力强度因子的设想，论证了设想的可行性和优越性，编制了三维有限元程序，并结合算例进行了验证     

重载货车钩舌裂纹应力强度因子分析

服役条件的恶化和铸造缺陷的存在导致重载货车钩舌大量出现裂纹.根据实际应用中钩舌裂纹的出现位置和宏观形态,建立了含裂纹的钩舌有限元模型.采用相互作用积分法分析了牵引面水平中心线位置处、水平中心线附近及沿水平中心线处裂纹前缘的应力强度因子,并结合裂纹区不同位置处应力的变化特征,分析了应力对裂纹应力强度因子的影响.结果表明,牵引面处裂纹前缘的应力强度因子与裂纹位置和裂纹形状比有关,且相对于裂纹尺寸,应力对应力强度因子的影响更大.     

含界面中心裂纹的压电材料反平面问题

研究了含界面中心裂纹的不同压电材料在反平面剪切栽荷和平面内电场作用下的反平面问题．得到了用级数表示的满足控制拉普拉斯方程和可导通边界条件的基本解及应力强度因子．最后用边界配置法求解了应力强度因子与截面几何尺寸之间的关系．结果表明，边界配置法计算简便，具有广泛的应用性．     

复合型片状裂纹前缘的塑性区及其对应力强度因子的修正

通过线弹性理论推导出无限大板复合裂直线裂纹尖端附近的塑性区边界方程,得出沿裂纹前缘方向的塑性区尺寸可线性叠加结论,在此基础上进一步讨论了一般状态裂纹前缘的塑性区尺寸,从而得到复合型片状裂纹的塑性区对应力强度因子修正表达式。本文结合提升机主轴片状缺陷的应力强度因子加以具体讨论。     

基于扩展有限元的应力强度因子计算精度研究

应力强度因子(Stress intensity factor,SIF)是判断已有裂缝是否扩展的物理量,其计算精度对地裂缝扩展模拟具有重要影响.基于扩展有限元的互作用积分法是一种常用的计算开裂问题应力强度因子的方法,其数值积分中的权函数通常为平台型或金字塔型,但目前对权函数的选取以及权函数对应力强度因子计算的影响研究得很少.针对不同形式的权函数提出了统一的计算公式,并引入权函数因子来进一步控制权函数的具体形式;提出了非平台型的权函数的修正方法,以提高应力强度因子的计算精度;讨论了权函数因子以及积分区域因子对应力强度因子计算精度的影响,并通过算例进行了计算.结果表明,当积分区域因子为3～5,采用修正的权函数且权函数因子取1～3时,应力强度因子的计算精度最高.