曲线裂纹裂尖SIFs等效分析的广义参数Williams单元确定方法

• 作者: 刘祖容 徐华 杨绿峰 蓝淞耀 邓鹏
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 曲线裂纹 等效区 应力强度因子 Williams单元 广义参数
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 34-41
• 页数: 8页
• 分类号: O346.1
• 字数: 5550字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.08.0455

摘要

基于Williams级数建立的含直线裂纹平面弹性体裂尖应力强度因子(Stress Intensity Factors,简记SIFs)分析的广义参数Williams单元(简记W单元),因裂纹面必须满足σθ=0、τρθ=0(θ=±π)的边界条件,而曲线裂纹面无法满足该边界条件使得W单元不能直接适用.该文针对此问题,将含曲线裂纹平面弹性体裂尖局部区域进行等效处理,以裂尖为圆心,选取合适的半径建立等效区,即截取斜率呈单调变化的曲线微段,在微段两端引切线交叉成折线段,以该折线段近似代替曲线微段.算例分析表明:当等效区的尺寸取建议值时,该文方法的计算结果精度较高,证明了该文改进方法在分析曲线裂纹尖端SIFs的合理性,同时给出了等效区尺寸的建议值,即ψmin=5π/6,且等效区截取曲线长度宜大于原曲线长度的1/5.