热应力下功能梯度条共线裂纹断裂问题分析

发布时间：2019-02-17 19:10

【摘要】：为了探讨温度变化对含裂纹的功能梯度材料(FGM)的影响,本文研究了含有两个共线裂纹的功能梯度条的I-型热应力断裂问题。对于稳态热应力下的功能梯度条应用分层方法进行分析,使得不同函数形式表示热机械属性变化下的断裂力学问题能够得到解析解。应用Lobatto-Chebyshev数值方法求得两个裂纹裂尖的热应力强度因子(TSIF)。通过一些算例研究材料热力属性、功能梯度条自由表面温度变化及裂纹几何参数变化对TSIF的影响,特别是对两裂纹间交互对热应力强度因子的影响进行了探讨。结果表明:用不同函数形式描述热机械属性对含有两个裂纹的功能梯度条TSIF有显著影响,该结果可为设计极端温度条件下使用的FGM提供参考。
[Abstract]:In order to investigate the effect of temperature change on the (FGM) of functionally graded materials with cracks, the thermal stress fracture of mode I mode with two collinear cracks is studied in this paper. The functional gradient strip under steady thermal stress is analyzed by stratification method, which makes it possible to obtain an analytical solution to the fracture mechanics problem under the change of thermo-mechanical properties in different function forms. Thermal stress intensity factor (TSIF). Of two crack tip obtained by Lobatto-Chebyshev numerical method The effects of the thermal properties of materials, the free surface temperature of functionally gradient strips and the geometric parameters of cracks on TSIF are studied through some numerical examples, especially the effect of interaction between two cracks on the thermal stress intensity factor is discussed. The results show that the description of thermo-mechanical properties in different function forms has a significant effect on the TSIF of functional gradient strips with two cracks. The results can be used as a reference for the design of FGM under extreme temperature conditions.
【作者单位】： 哈尔滨工程大学航空与建筑工程学院;齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院;
【分类号】：O346.1

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本文编号：2425501