含球腔孔边环形裂纹有限大体的应力强度因子研究

bb20920d · 发表于 2022-5-14 11:47:50

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雅宝题库解析：
由于实际工程结构中不可避免地存在各种不同形式的缺陷（如孔洞），并且由于空腔孔洞周边的应力集中很可能导致微裂纹的萌生，因此本文主要针对含球形空腔孔边裂纹题目进行了理论解析方面的研究，论文的主要研究对象为线弹性各向同性体，并且采用轴对称模型使三维断裂题目得以简化计算，主要分一下几个部分进行：首先，研究了在无限大体中的球形空腔及其周边平面环形裂纹表面均承受法向内压作用时的应力强度因子。采用Hankel积分变换的方法和三重积分方程的理论将题目简化为求解第一类奇异积分方程的题目，给出应力强度因子的解析表示。然后使用Gauss-Chebyshev型求积公式将此类奇异积分方程化为线性方程组进行求解，得到了应力强度因子的数值解答，并且给出了裂纹尖端应力强度因子随裂纹长度改变的趋势和规律。利用现有大型有限元分析计算软件ANSYS，建立轴对称实体计算模型，采用有限单元法，在裂纹尖端设置奇异单元以反映裂纹尖端的奇异性，有限元计算得到的应力强度因子以用于与本论文计算结果的对比分析。其次，上述球形空腔及其周边平面环形裂纹表面受内压作用题目可以退化为球形空腔孔边裂纹题目。使用Gauss-Jacobi型求积公式将此类奇异积分方程化为线性方程组进行求解，获得了应力强度因子的解答，给出了裂纹尖端应力强度因子随裂纹长度改变的趋势和规律，并与现有轴对称盘状裂纹解答进行了对比分析。最后，研究了有限大体中球形空腔孔边裂纹表面承受内压作用时的应力强度因子。采用Fourier积分变换方法和三重积分理论将题目简化为第一类奇异积分方程题目，并需要考虑球形空腔表面和圆柱表面处的边界条件，通过数值方法获得此类题目的应力强度因子及其随裂纹长度变化的趋势和规律。

含球腔孔边环形裂纹有限大体的应力强度因子研究

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