带裂纹功能梯度材料薄板SIFs分析的广义参数Williams单元

发布时间：2023-04-28 18:25

　　根据Williams级数位移场,仅考虑弹性模量E为坐标的函数,通过改变裂尖奇异区微单元刚度集成方式,推导建立了功能梯度材料薄板平面断裂分析的广义参数Williams单元新格式.结合含中心斜裂纹和边界裂纹的功能梯度材料薄板,分析了弹性模量E的分布形式、裂纹倾角及裂纹长度对裂尖应力强度因子的影响.算例结果表明:该方法能够直接且高效求解带裂纹功能梯度材料薄板的裂尖应力强度因子;当弹性模量E呈单调变化且其梯度与荷载方向平行或垂直时,分别会使中心斜裂纹两个裂尖的I型或II型应力强度因子值产生差异,而应力强度因子随裂纹倾斜角度的分布规律并不受弹性模量E的分布形式影响.

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【文章目录】：
1 FGM薄板的广义参数有限元模型
2 FGM薄板裂尖奇异区位移场与SIFs
3 建立FGM薄板整体控制方程
    3.1 FGM薄板常规区单元控制方程
    3.2 FGM薄板裂尖奇异区W单元控制方程
    3.3 整体控制方程
4 算例分析
    4.1 中心斜裂纹
    4.2 边界裂纹
5 结论



本文编号：3804233