【摘要】：裂紋缺陷常常會(huì)出現(xiàn)在工程結(jié)構(gòu)中,這種缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)的影響是不容忽視的。此外,動(dòng)力荷載由于受到多種復(fù)雜因素影響而具有本質(zhì)的不確定性,采用隨機(jī)振動(dòng)方法對(duì)帶裂紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力行為分析是一種更為合理的做法。本文基于Erdogan基本解提出了線彈性斷裂動(dòng)力學(xué)樣條虛邊界元法,并結(jié)合隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域顯式法,實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)振動(dòng)下裂紋動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子統(tǒng)計(jì)矩求解及裂紋動(dòng)態(tài)起始擴(kuò)展問(wèn)題可靠度分析。本文研究的主要工作包括:(1)介紹了線彈性斷裂動(dòng)力學(xué)的研究意義和研究進(jìn)展。對(duì)常用的線彈性斷裂動(dòng)力學(xué)數(shù)值分析方法進(jìn)行了評(píng)述。闡述了樣條虛邊界元法的研究進(jìn)展及其在斷裂力學(xué)中的應(yīng)用。(2)開(kāi)展多裂紋問(wèn)題動(dòng)力特性分析樣條虛邊界元法研究。建立了多裂紋問(wèn)題自由振動(dòng)樣條虛邊界元法的全套列式,給出了結(jié)構(gòu)頻率、位移模態(tài)、應(yīng)力模態(tài)以及應(yīng)變模態(tài)的求解過(guò)程。對(duì)方法的數(shù)值穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,并進(jìn)一步將方法應(yīng)用到裂紋結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別分析中。(3)開(kāi)展多裂紋問(wèn)題動(dòng)力響應(yīng)分析樣條虛邊界元法研究。建立了多裂紋問(wèn)題強(qiáng)迫振動(dòng)樣條虛邊界元法的全套公式,導(dǎo)出了動(dòng)力荷載作用下結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算公式。通過(guò)數(shù)值算例驗(yàn)證了方法的有效性,并進(jìn)一步研究了移動(dòng)荷載對(duì)裂紋結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子以及撓度沖擊系數(shù)的影響規(guī)律。(4)開(kāi)展多裂紋問(wèn)題隨機(jī)振動(dòng)樣條虛邊界元法研究。采用樣條虛邊界元法建立了多裂紋問(wèn)題動(dòng)力響應(yīng)顯式表達(dá)式,然后運(yùn)用統(tǒng)計(jì)矩運(yùn)算法則或隨機(jī)模擬方法獲取裂紋結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的統(tǒng)計(jì)特性,提出了多裂紋問(wèn)題隨機(jī)振動(dòng)分析的時(shí)域顯式直接法和時(shí)域顯式隨機(jī)模擬法。通過(guò)數(shù)值算例驗(yàn)證了方法的有效性,并進(jìn)一步將方法應(yīng)用到2024-T3鋁合金機(jī)翼主梁構(gòu)件裂紋動(dòng)態(tài)起始擴(kuò)展問(wèn)題可靠度分析中。研究結(jié)果表明,本文所提出的斷裂動(dòng)力學(xué)樣條虛邊界元法能夠避免復(fù)雜的裂紋尖端處理過(guò)程,可以直接對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子等結(jié)果進(jìn)行求解,具有良好計(jì)算精度和較高的計(jì)算效率;結(jié)合隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域顯式法,能夠高效求解裂紋結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題,獲取動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子統(tǒng)計(jì)特性。本文方法在裂紋結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別分析、移動(dòng)荷載作用下的裂紋結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析和2024-T3鋁合金機(jī)翼主梁構(gòu)件裂紋動(dòng)態(tài)起始擴(kuò)展問(wèn)題可靠度分析中的應(yīng)用,充分驗(yàn)證了所提方法在工程上的適用性。
【圖文】：

圖 2-1 帶裂紋無(wú)限大域Fig. 2-1 Infinite plane with a crack 0 00 000 0 022i 2 ( ) 'ln[( )( )]( )( ) ( , )xyz zz z z z Ω zS z zS z z z zz zSz z z M z z z z II0 2 2 0 0 02 2 0i 2 2 lim1i 1 1iz aK z a za z aQ Pa z a z P z z a z a

i /2i /2z r exz r ex 當(dāng) 分布在第一象限、第四正半軸或 軸正半軸(不含裂當(dāng) 分布在第二象限、第三負(fù)半軸或 軸負(fù)半軸(不含裂 2 2 a的模和輻角。面問(wèn)題 Erdogan 基本解的完整顯式表達(dá)式=0，那么 Erdogan 基本解則成為平面裂紋算方法中求解帶復(fù)雜邊界條件的平面斷裂界條件平面問(wèn)題的邊界條件和交界條件。如圖 2為
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU435

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 范天佑;斷裂動(dòng)力學(xué)的進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;1986年01期

2 彭心平;許伯藩;劉新敏;;55SMinVB彈簧鋼疲勞破壞特性的研究[J];武漢鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);1987年03期

3 趙志蘇;彈塑性運(yùn)動(dòng)裂紋的動(dòng)力位錯(cuò)解[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);1988年04期

4 吳珍志;盧德明;;模具破損分析中的斷裂力學(xué)問(wèn)題[J];鍛壓機(jī)械;1988年02期

5 陳靜曦 ,王武林;帶裂紋矩形板在動(dòng)載下破裂的試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);1989年01期

6 周先雁,沈蒲生,劉希;用斷裂動(dòng)力學(xué)對(duì)混凝土平面桿系進(jìn)行破損評(píng)估[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年01期

7 韓恩厚，柯偉;環(huán)境斷裂動(dòng)力學(xué)及壽命控制[J];機(jī)械強(qiáng)度;1995年02期

8 歐陽(yáng)鬯;非線性斷裂動(dòng)力學(xué)中的路徑無(wú)關(guān)積分和斷裂準(zhǔn)則[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);1982年03期

9 陳增濤,郭茂林,王鐸;雙懸臂梁試件的斷裂動(dòng)力學(xué)特性研究(英文)[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1993年06期

10 呂念春,程靳,程云虹,屈德志;軸對(duì)稱斷裂動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的自相似解[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2001年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 陳曉東;薛春東;胡國(guó)慶;;受限液絲毛細(xì)斷裂機(jī)理[A];第九屆全國(guó)流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2016年

2 雷鈞;汪越勝;Gross D;;沖擊作用下裂紋偏折/穿越界面的邊界元數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

3 胡椺;李培;田強(qiáng);胡海巖;;基于絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)方法與SPH方法的多體系統(tǒng)斷裂動(dòng)力學(xué)研究[A];中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)2014暨第三屆錢(qián)令希計(jì)算力學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)論文集[C];2014年

4 趙由佳;;基于連續(xù)與非連續(xù)單元法汶川地震斷裂動(dòng)力學(xué)的研究[A];2017中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二十三）——專題46：空間大地測(cè)量與地殼動(dòng)力學(xué)、專題47：空間大地測(cè)量的全球變化研究[C];2017年

5 馬力;王志勇;吳林志;;顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中斷裂動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的2D擴(kuò)展有限元計(jì)算模型[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

6 王文強(qiáng);;橡膠薄膜中裂紋傳播路徑的理論研究[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)(2009年版)[C];2010年

7 吳慶欣;肖毅;薛元德;;DCB試樣裂紋動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)值分析[A];2018年全國(guó)固體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集（上）[C];2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 詹潤(rùn)濤;粘彈性介質(zhì)動(dòng)態(tài)斷裂特性研究[D];東南大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 陳淼;斷裂動(dòng)力學(xué)樣條虛邊界元法及其工程應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2019年

2 張科嘉;正交異性材料界面動(dòng)態(tài)裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)相關(guān)問(wèn)題的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

3 王文潔;帶寬度的半無(wú)限傳播裂紋的應(yīng)力分析[D];大連海事大學(xué);2009年

4 陳e，

本文編號(hào)：2635061