计算圆筒动态应力强度因子的有限元方法与叠加积分方法

本文计算了厚壁筒的动态应力强度因子，研究了有限单元法计算动态应力强度因子的几个主要问题，提供了合理计算方案，本文还提供了计算厚壁筒动态应力强度因子的叠加积分法，方便于各种动态内压下的动态应力强度因子的计算。     

垂直界面裂纹应力强度因子的加料有限元分析

为求解裂尖位于界面上的垂直双材料界面裂纹应力强度因子,发展了一种加料有限元方法。该方法应用Williams本征函数展开和线性变换方法求解裂尖渐进位移场,将该位移场加入常规单元位移模式中,得到加料垂直界面裂纹单元和过渡单元的位移模式,给出加料有限元方程。建立了典型垂直界面裂纹平面问题的加料有限元模型,求解加料有限元方程直接得到应力强度因子,与文献结果对比表明该方法具有较高的精度,可方便地推广应用于垂直界面裂纹的计算分析。     

求解厚壁筒动态应力强度因子的累进积分法

将累进积分法引入动态应力强度因子的求解过程中，并分别用该方法和有限元法求 了厚壁筒的动态应力强度因子比较两者的结果，可见累进积分法具有公式简单，编程易于实现等优点，可极大地方便于工程应用。     

动荷载作用下含裂缝公路结构体的应力强度因子

以沈阳-大连高速公路为工程背景，基于弹性动力学理论，采用平面应变有限单元法，分析了车辆荷载对含裂缝路面体的动态作用，分析过程中，车辆荷载简化为正弦分布柔性荷载；路面结构体计算模型抽象为平面应变模型；路面结构体为弹性的连续介质，为了反映裂尖应力，位移场的奇异性和减少模型网格数，在裂尖环向设置了奇异单元。通过计算得到裂尖的位移场，由位移外插得到I-型应力强度因子随加载时间的变化规律。同时探讨了初始裂缝长度和公路结构材料阻尼比的变化对I-型应力强度因子分布规律的影响，为路面体的动态破坏研究提供了一定的理论参考。     

求解双材料界面裂纹应力强度因子的扩展有限元法

基于双材料界面裂纹尖端的基本解,构造扩展有限元法(eXtended Finite Element Methods, XFEM)裂尖单元结点的改进函数。有限元网格剖分不遵从材料界面,考虑3种类型的结点改进函数：弱不连续改进函数、Heaviside改进函数和裂尖改进函数,建立XFEM的位移模式,给出计算双材料界面裂纹应力强度因子(Stress Intensity Factors, SIFs)的相互作用积分方法。数值结果表明：XFEM无需遵从材料界面剖分网格,该文的方法能够准确评价双材料界面裂纹尖端的SIFs。     

余能积分提取法计算应力强度因子

本文利用最小余能原理导出了一种计算应力强度因子的积分提取法，本方法的特点是只要已知位移场就可切口尖端附近的任意围线区域内进行应力强度因子的积分提取，对不同的问题及对任意张切口和任意多材料问题具通用性，文中给出基于有限元线法（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄｏｆＬｎｅ，简称ＦＥＭＯＬ）求解的单材料和双材料反平面切口问题及平面切口问题初步实施方案，给出了数值算例表明，本法原理简单，行之有效，为计     

应力强度因子计算的边界元法

本文利用非连续元离散边界的积分方程，推导了奇异积分的具体表达式，将非连续边界元和多域缩聚法用于二维弹性断裂应力强度因子计算，得到了合理的计算结果。     

表面裂纹应力强度因子计算的边界元法

本文用8节点二次等参元边界元法计算了半椭圆形表面裂纹的应力强度因子。在裂纹尖端附近使用了8节点奇异元,而在除裂尖附近以外的边界使用了4～8节点的变节点单元,以便于网格的疏密过渡。文中采用的等精度积分等处理方法都在一定程度上提高了解法的有效性。通过将本文解与高自由度的Newman有限元解比较表明:本文解的精度是较高的,也说明了用边界元法解这类问题只需很少的自由度就能得到令人满意的结果。     

动载荷下应力强度因子的边界元计算

用Ｎａｒｄｉｎｉ－Ｂｒｅｂｂｉａ边界元法计算了动载荷下的应力强度因子，与解析解及有限元解相比较，效果较好。最后对计算结果进行了分析讨论。     

含界面边裂纹压电材料反平面问题的应力强度因子

研究了含界面边裂纹的不同压电介质组成的复合材料在反平面荷载和平面内电场作用下的电弹场,得到了级数形式的基本解和应力强度因子,最后用边界配置法求解了应力强度因子.结果表明,在外加剪切荷载的作用下,应力强度因子与外加电场无关.     

区域分裂法用于抽油杆表面椭圆裂纹应力强度因子的三维有限元计算

本文用三维有限元方法求解抽油杆表面椭圆裂纹在拉伸载荷下的应力强度因子。采用区域分裂算法，由裂端２７节点奇异单元位移场可精确、连续地给出应力强度因子沿裂纹的变化．算例与数值计算吻合得很好，表明本文结果有较高的精度。     

表面裂纹应力强度因子计算及扩展跟踪的权函数法

 介绍了一种显式的权函数法,并将这种方法用于圆柱形容器接管外拐角表面裂纹的应力强度因子计算和扩展跟踪上.结果表明,权函数法可以用于分析各种载荷下不同形状的裂纹.就一般的工程问题而言,权函数法不失为一种与有限元法互补的方便有效的分析方法.     

粘弹性基体中环绕纤维的环形裂纹的型和型应力强度因子

分析了粘弹性基体中环绕纤维的环形裂纹的 型和 型应力强度因子及其时间相关性。根据文献 [1 ]、文献 [2 ]中的弹性解 ,求出了粘弹性基体中环绕纤维的环形裂纹的 型和 型应力强度因子在 L aplace变换域内的解。对其进行 Laplace数值反演后 ,得到了相应的 型和 型应力强度因子在时间域内的变化曲线。结果表明 ,给定长度的环形裂纹在尚未接触界面时 ,其两端正则化的 型和 型应力强度因子均随时间增大而减小。     

含多裂纹加筋结构应力强度因子计算及其应用

本文建立了一种用于求解任意截面的桁条及铆钉任意排列的薄壁加筋结构应力强度因子的混合法。本方法基于双排交错排列的铆接加筋板变形协调方程联立求解柳钉力，进而求得应力强度因子。其中桁条及蒙皮的位移影响系数分别由有限元（裂尖采用八结点奇异等参元）方法及Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ应力函数得到。本方法已用于某飞机（τ型、Ｙ型桁条）的机翼壁板内力再分配因子计算及运七飞机机翼壁板的剩余强度分析中。     

自增强厚壁筒残余应力和温度应力下应力强度因子的计算

本文用权函数法计算了自增强残余应力和温度应力下厚壁筒的应力强度因子,导得了适用于各种材料、自增强度、裂纹深度、温度和尺寸的厚壁筒应力强度因子的计算公式,编制了计算程序,方便于工程应用。     

非均质柔性杆撞击瞬态动力学动态子结构法

该文运用固定界面模态综合动态子结构法,研究非均质变截面杆受刚性质量轴向撞击问题,导出了用模态坐标表示的瞬态动力学方程,并讨论了撞击初始条件确定的两种方法。数值仿真表明:该方法能够计算非均质变截面杆轴向撞击的复杂撞击力变化形式、撞击瞬态波在杆中的传播过程以及撞击瞬态动力响应。算例的数值计算结果表明:当单元总数为180个,且仅保留2阶固定界面主模态时,计算结果已经收敛,与理论解相比,计算精度较高。因此,当选取更多单元总数和更高的主模态时,该方法有可能被应用于复杂的柔性结构撞击瞬态动力学的研究中。     

冲击载荷作用下动态应力强度因子的迭加积分法

介绍利用线性时不变系统求响应的迭加积分法(杜阿美尔积分)求解带裂纹构件的线弹性动态应力强度因子。即先求出结构的单位冲激响应,再与载荷做卷积求得总的响应;或者先计算出单位阶跃响应,再与载荷的微分做卷积来求得总的响应。理论和计算都证明了这两种迭加积分法的精度。在动态起裂韧度测试实验中,特别是用实验-数值法要处理同一组试样的大量实验数据,应用迭加积分法可以有效的避免数值求解的重复计算,减少计算量。     

利用有限元线法奇异线映射技巧计算应力强度因子

本文讨论了有限元线法的奇异线映射技巧在具有任意切口，任意切口边界条件的多材料反平面断裂问题和平面断裂问题的应用，不仅使得计算速度和计算精度有显著提高，同时使得位移的导数项易于较精确地给出。