复合材料裂纹中心受增加载荷作用下的动态问题

利用已建立的复合材料桥连的动态裂纹模型,将桥连处纤维用载荷代替.当裂纹扩展时,其纤维必将连续地开裂.通过复变函数论的方法,可以很容易地将所讨论的问题转化为Remann-Hilbert问题,而后一问题可以用通常的Muskhelishvili方法进行求解,并可以相当简单地得到问题的闭合解.采用自相似函数的途径,求得了扩展裂纹的坐标原点分别受到增加载荷Px/t、pt3/x2作用下位移、应力和动态应力强度因子的解析解的一般表达式.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.     

非对称Ⅲ型界面裂纹受变载荷作用下的解析解

采用复变函数论的方法,对非对称Ⅲ型界面裂纹的动态扩展问题进行了研究.通过自相似方法,并根据任意自相似指数的非对称动态扩展问题进行自相似求解,导出解析解的一般表达式.采用自相似函数的方法可以轻易地将所论问题转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了扩展裂纹表面分别受到运动变载荷Px2/t2、Px作用下的位移、应力和动态应力强度因子的解析解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.这些解在断裂动力学以及弹性动力学、静力学问题当中具有重要的应用价值和理论意义.     

不连续应力作用的Ⅰ型动态裂纹

针对研究材料特性下的裂纹动态扩展时遇到的不连续应力作用Ⅰ型动态裂纹扩展问题,利用复变函数理论的方法进行了研究.采用自相似函数的途径可以获得应力、位移及动态应力强度因子的解析解的一般表达式.应用该法可以很容易地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,而后一问题可以用通常的Muskhelishvili方法进行求解,并可以相当简单地得到问题的闭合解.利用这些解并采用叠加原理,可以求得任意复杂问题的解.     

均布载荷作用下Ⅲ型非对称裂纹动态扩展问题

为了研究均布载荷作用下的Ⅲ型非对称裂纹动态扩展问题,利用复变函数论方法,根据正交异性体弹性动力学反平面问题运动方程的相应关系,采用自相似函数的方法可以获得解析解的一般表达式。应用该法可以迅速地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,后一问题可以用通常的Muskhel-ishvili方法求解,并求得了应力、位移和动态应力强度因子解析解。利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解。这些解在断裂动力学以及弹性动力学、静力学问题当中具有重要的应用价值和理论意义。     

Ⅲ型非对称界面裂纹受运动变载荷作用下的解析解

通过复变函数论的方法,对Ⅲ型非对称界面裂纹受运动变载荷作用下的动态问题进行了研究。采用自相似函数的途径,通过相应的微分、积分运算容易地获得解析解的一般表达式。应用该法迅速地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了裂纹表面分别受到运动变载荷作用下应力、位移和动态应力强度因子的解析解。通过Muskhelishvili方法得到问题的闭合解。利用这些解以及叠加原理,求得了任意复杂问题的解。     

Ⅰ型动态裂纹二个扩展问题的位错分布函数

通过复变函数论的方法,对Ⅰ型动态裂纹二个扩展问题的位错分布函数分别进行了研究.采用自相似函数的方法可以获得运动裂纹的应力、位移、动态应力强度因子及位错分布函数的解析表达式.应用该法可以迅速地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,而后一问题可以用通常的Muskhelishvili方法进行求解,并且可以相当简单地得到问题的闭合解.利用已求得的解并通过迭加原理,就可以很容易地求得任意复杂问题的解.     

用焦散线法研究拱形试件的动态断裂

本文由运动裂纹尖端附近的应力场解,给出了动态焦散线方程和确定裂纹尖端位置、应力强度因子的计算公式.研究带边裂纹拱形三点弯曲试件在枪击动载荷下的动态断裂问题,得到系列动态焦散线照片并给出动态应力强度因子与裂纹扩展速度特性曲线以及裂纹不同扩展速度时的断口形貌特征.     

Ⅲ型裂纹动态Dugdale模型的扩展问题

通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的Ⅲ型裂纹Dugdale模型的动态扩展问题进行研究.采用自相似函数的方法可以获得应力、位移及裂纹尖端张开位移解析的解.应用该法可以很容易地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,而后一问题可以用通常的Muskhelishvili方法进行求解,并可以相当简单地得到问题的闭合解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.     

含垂直穿透裂纹板拉伸断裂的有限元模拟

对含垂直穿透裂纹板受拉伸载荷作用的断裂过程进行了数值模拟.选用增量型弹塑性本构关系,采用有限元方法求解虚功原理方程.首先对弹塑性杆的动态响应进行了数值计算.参照LS_DYNA中处理断裂问题的单元失效方法,对受拉伸载荷作用的垂直穿透裂纹板断裂过程进行了计算.结果表明:一维杆的弹性波和塑性波的计算结果和解析解相符,说明了该方法和计算程序计算结构动态响应的可靠性.受冲击拉伸载荷作用,应力波在板中传播并在裂纹表面反射后出现畸变,裂纹尖点出现应力集中,裂纹沿初始方向扩展,当裂纹扩展长度为初始长度2倍时,裂纹在板边界处出现分叉,裂纹扩展过程和理论分析结果相符.     

固支裂纹梁在剪切载荷下的动态特性

用半解析方法分析固支裂纹梁在剪切载荷下的动态特性.该方法将半解析函数作为插值函数,将缺口(裂纹)尖端附近的自由度通过位移场的扩展公式转化为一组广义坐标.通过相似单元转化方法获得双裂纹固支梁在集中载荷和分布载荷作用下的动态应力强度因子,得到结构的前5阶自然模态.结果表明,虽然为剪切模型,但在动态载荷作用下,KⅠ和KⅡ同时存在,说明了动态载荷的应力波作用.     

不同复合材料界面上的扩展裂纹问题

采用复变函数论的方法，对不同复合材料界面上的裂纹扩展问题进行了研究，并根据任意的自相似指数的断裂动力学问题，对裂纹表面某点受阶截荷和集中载荷作用的问题进行了自相似求解，给出了该问题的解析表达式。应用该法可以迅速地将所研究问题转化为Riemann-Hilbert问题，然后利用Mskhelishvili方法进行求解，最后求得在不同载荷作用下该问题的闭合解析解答。     

正交异性体中半无限长界面裂纹扩展问题的自相似解

基于复变函数方法，给出了两种正交异性体结合面间半无限长裂纹的自相似解，本文方法可以把复杂边界条件转化为简单的Keldysh-Sedov混合边值问题，迅速地得到问题的闭合解，并给出实例，通过对其叠加，可以得到任意复杂半无限裂纹问题的解析解，最后给出应力强度因子的图表。     

双弹性材料界面裂纹平面问题的边界积分方程解法

本文利用作者关于Ｇｒｉｆｆｉｔｈ裂纹问题边界积分方程法的已有结果，研究了两种不同弹性半平面材料粘接界面的共线裂纹问题，导出了问题的边界积分方程和应力强度因子的位错密度公式，获得了问题的一般解析解，对界单裂纹问题和界周期裂纹问题进行了详细讨论，给出了非对称载荷作用情形应力强度因子的精确解和一些典型问题的结果，比文献上用复函数法得到的结果更为一般。     

轴对称断裂动力学问题的自相似解

复变函数论的方法，对复合材料的圆盘状裂纹的轴对称性扩展问题进行研究。采用自相 似方法进行求解，导出解析解的一般表示。应用该法可以迅速地将所论问题转化为Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ 问题，并可以相当简单地得到问题的闭合解。     

压电材料平面裂纹问题的强度因子和能量释放率

在压电材料平面问题复变函数形式的通解的基础上，推导了裂纹问题的应力强度因子和电位移强度因子（统称为强度因子）的一般表达式。提出了用裂纹面上的位移和电势来推算强度因子的方法，并用有限元实施计算。以无限大压电介质中的Ⅰ型（即张开型）裂纹问题为例，将有限元计算结果与解析解做了比较。进一步又计算了含有边界裂纹的紧凑拉伸试件以及三点弯曲试件的强度因子、能量释放率和断裂荷载，与已有的试验结果作了比较，并对以机械能释放率为判据的断裂准则进行了讨论。     

无限大压电材料薄板Ⅰ型裂纹断裂分析

研究了含中心裂纹的无限大横观各向同性压电材料薄板的平面问题。利用压电材料平面应变问题的本构方程,通过引入两个适当的函数,将力学问题转化为偏微分方程组边值问题。利用复变函数方法和待定系数法,选取适当的应力函数,借助不可导通边界条件,确定未知系数,得到满足偏微分方程组边值问题的解。推导得到裂纹尖端附近的应力强度因子、应力场、电位移场和位移场、电势场的计算公式。     

I型弯折裂纹的应力分析

采用复变函数方法,研究了I型弯折裂纹的平面弹性问题,通过引用适当的保角映射和特殊应力函数,得到了弯折裂纹尖端I型问题应力强度因子的解析解．结果表明,当β=0时,这个结果可以还原到最简单的直线裂纹的情况．