三维表面裂纹应力强度因子数值计算方法比较

三维表面裂纹应力强度因子数值计算方法比较

以含椭圆形表面裂纹的三维平板为例,比较了J积分法、相互作用积分法、1/4结点位移法和扩展有限元法(XFEM)等方法计算应力强度因子(SIF)的特点。首先介绍了这4种方法的原理,将它们计算的平板表面裂纹SIF与国际认可的Newman-Raju公式计算值进行对比,均与公式计算值吻合较好,但XFEM计算的SIF沿裂纹前缘呈现出较小的振荡。然后,分析了这些方法计算的SIF对网格尺寸的敏感性,发现J积分法和相互作用积分法计算的SIF非常稳健,对网格尺寸不敏感,而其余方法对网格尺寸均有一定程度的敏感性。另外,对J积分法、相互作用积分法和XFEM等的路径无关性进行了分析,发现J积分法计算的SIF具有良好的路...

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Main Authors: 肖顺, 童乐为
Format: Article
Language:zho
Published: Editorial Department of Progress in Steel Building Structures, Tongji University 2018-01-01
Series:Jianzhu Gangjiegou Jinzhan
Subjects:
应力强度因子
表面裂纹
J积分法
相互作用积分法
1/4结点位移法
扩展有限元法
Online Access:http://steelpro.tongji.edu.cn/thesisDetails#10.13969/j.cnki.cn31-1893.2018.03.002
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institution Kabale University
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