針對(duì)當(dāng)前含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)研究方法存在的研究結(jié)果與實(shí)際結(jié)果吻合性差、研究結(jié)果用戶滿意度低的問題,提出基于復(fù)變函數(shù)的含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)問題研究方法。基于裂紋受力條件以及受力狀況,將含孔邊裂紋劃分成兩類:Ⅰ型裂紋和Ⅱ型裂紋。發(fā)現(xiàn)Ⅰ型裂紋的上下表面是相對(duì)張開的,Ⅱ型裂紋的上下表面沿橫軸相對(duì)滑開。根據(jù)含孔邊裂紋分析情況,利用復(fù)變函數(shù)法對(duì)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)問題予以解決,通過構(gòu)建保角映射函數(shù),并將無(wú)限放大的含孔邊裂紋外部區(qū)域映射至單位圓內(nèi)部或者是上半面,以此解決裂紋結(jié)構(gòu)平面彈性相關(guān)問題,得到裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子,實(shí)現(xiàn)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于復(fù)變函數(shù)的含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)研究方法分析結(jié)果與實(shí)際情況吻合度最高為99%,研究結(jié)果用戶滿意度相較當(dāng)前方法更高。所提方法整體性能優(yōu)越,可為該領(lǐng)域研究提供一定的借鑒。 

【文章來(lái)源】：科技通報(bào). 2019,35(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

含孔邊裂紋種類Fig．1Typeofcrackwithholeedge

ζ)ω″(ζ)槡(12)式(12)中，ζ=ζ1代表和裂紋尖端相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。通過式(12)即可得到裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子KΙ、KΙΙ，以此實(shí)現(xiàn)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)分析。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)通過試樣進(jìn)行裂紋平板實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示試樣都存在多裂紋擴(kuò)展情況，不過由于試件固有的隨機(jī)因素會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致試件多裂紋的模式和相應(yīng)擴(kuò)展順序大不相同。以此為依據(jù)，結(jié)合上述理論研究結(jié)果，確定了比較典型的開裂形式裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂試驗(yàn)。經(jīng)典開裂形式一如圖2所示，該開裂模式較為危險(xiǎn)。圖2試驗(yàn)結(jié)果中的開裂模式Fig．2Crackingpatterninthetestresults圖2中，4#孔雙邊穿透主裂紋，而3#和5#為次裂紋，其余各個(gè)孔邊裂紋均模擬已存在的斷裂損傷。經(jīng)典開裂形式二中，7#孔雙邊穿透主裂紋，而6#孔雙邊穿透次裂紋，剩余各個(gè)孔邊為角裂紋。在較為安全的開裂模式中，只有4#中心孔的雙邊穿透主裂紋，剩下各個(gè)孔邊為角裂紋。利用不同試件進(jìn)行裂紋實(shí)驗(yàn)，圖3為最危險(xiǎn)開裂形式中典型多裂紋擴(kuò)展的曲線。以文獻(xiàn)［5－7］方法與基于復(fù)變函數(shù)的含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)分析方法在研究結(jié)果與實(shí)際情況吻合度、研究結(jié)果用戶滿意度方面對(duì)所提方法有

4科技通報(bào)第35卷效性進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:圖3不同方法研究成果與實(shí)際情況吻合度對(duì)比Fig．3Comparisonoftheresultsofdifferentmethodsandactualconditions分析圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果，文獻(xiàn)所提方法研究成果與實(shí)際情況吻合度均較低，基于復(fù)變函數(shù)的含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)分析成果與實(shí)際情況吻合度整體較高，最高為99%。根據(jù)圖4可知，所提方法在利用復(fù)變函數(shù)法對(duì)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)進(jìn)行研究之前，對(duì)含孔邊裂紋類型進(jìn)行了分析，將裂紋類型劃分為Ⅰ型和Ⅱ型，提高了研究結(jié)果的精度和用戶滿意度。圖4不同方法用戶滿意度對(duì)比Fig．4Comparisonofusersatisfactionindifferentmethods3結(jié)論基于含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)問題研究的重要性和當(dāng)前相關(guān)研究方法存在的問題，提出基于復(fù)變函數(shù)的含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)問題研究方法。分別通過含孔邊裂紋類型分析和復(fù)變函數(shù)法中保角映射函數(shù)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)相關(guān)分析與研究。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的整體性能，對(duì)于未來(lái)的發(fā)展，提出如下建議:含孔邊裂紋還有其他形式，下一步應(yīng)針對(duì)其他形式的裂紋結(jié)構(gòu)彈性斷裂力學(xué)問題進(jìn)行研究并予以解決，為該領(lǐng)域研究寬度的拓寬提供一定程度上的支撐;復(fù)變函數(shù)是解決此類問題的一種可行方法，下一步可利用其他方法對(duì)含孔邊裂紋結(jié)構(gòu)斷裂力學(xué)問題進(jìn)行研究，提高研究精度。參考文獻(xiàn):［1］嵇醒．?dāng)嗔蚜W(xué)判據(jù)的評(píng)述［J］．力學(xué)學(xué)報(bào)，2016，48(4):741－753．［2］鄒詩(shī)瑩，席偉成，彭妙娟，等．運(yùn)用改進(jìn)的無(wú)單元Galerkin方法分析機(jī)場(chǎng)道面斷裂力學(xué)問題［J］．物理學(xué)報(bào)，2017，66(12):34－41．(下轉(zhuǎn)第

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]運(yùn)用改進(jìn)的無(wú)單元Galerkin方法分析機(jī)場(chǎng)道面斷裂力學(xué)問題[J]. 鄒詩(shī)瑩,席偉成,彭妙娟,程玉民.  物理學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]鋼橋面板疲勞裂紋耦合擴(kuò)展機(jī)理的數(shù)值斷裂力學(xué)模擬[J]. 王春生,翟慕賽,唐友明,陳惟珍,瞿天宇.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]三維計(jì)算斷裂力學(xué)[J]. 郭萬(wàn)林,許磊,周正.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]斷裂力學(xué)判據(jù)的評(píng)述[J]. 嵇醒.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]含界面裂紋的GFRP瀝青混合料巴西盤斷裂力學(xué)分析[J]. 任大龍,萬(wàn)水,李文虎.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]含銷釘孔邊裂紋的某壓氣機(jī)輪盤裂紋擴(kuò)展分析[J]. 張智軒,石多奇,楊曉光.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]一種基于直接計(jì)算高階奇異積分的斷裂力學(xué)雙邊界積分方程分析法[J]. 李俊,馮偉哲,高效偉.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)



本文編號(hào)：3118361