复杂荷载作用下带裂纹薄板SIFs的快速解法

• 作者: 刘祖容 徐华 杨绿峰 蓝淞耀
• 来源期刊: 华中科技大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 应力强度因子 威廉姆斯单元 有限元法 矩阵压缩 快速求解
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 机械与土木工程
• 页码范围: 73-79
• 页数: 7页
• 分类号: TU311.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.13245/j.hust.190413

摘要

针对集成的总刚大小根据自由度数的增加出现剧增,导致计算机内存占用量过大、计算速度缓慢的问题,提出通用威廉姆斯(Williams)单元与矩阵压缩结合的SIFs(应力强度因子)快速解法,充分发挥Williams单元求解SIFs的直接性与矩阵压缩的高效性.在裂尖奇异区建立Williams单元得到所有SIFs的直接表达式,外围常规区按常规有限元法建模,对整体刚度矩阵采用压缩存储,并改进LU分解法以快速求解含压缩矩阵的刚度方程.算例分析表明:该方法能快速求解平面内与平面外荷载共同作用下带裂纹薄板所有裂尖SIFs,且具有较高的计算精度.