切口应力及热流强度因子计算

发布时间：2023-12-09 17:08

　　结构中由于材料、几何或者边界条件的不连续,会产生各种形式的切口,其尖端会产生应力或热流奇异,对结构的安全运维产生很大影响。切口的应力和热流强度研究,对结构的安全评估、寿命预测等具有较强的指导意义。文章基于边界元法计算出切口尖端附近内点的位移或温度等物理参量,结合奇性特征分析获得的切口奇性指数和特征角函数,代入切口尖端位移或温度的渐近展开式,计算获得了切口的应力或热流应力强度因子。论文的主要工作如下:首先,采用取点法计算单材料切口的应力强度因子。利用弹性力学边界元法计算得到单材料切口尖端附近的位移场;再利用数值方法求解单材料切口的奇性特征方程,获取单材料弹性切口的奇性指数和特征角函数;将切口尖端的位移场按照Williams渐近展开,并将计算得到的位移值、奇性指数以及特征角函数代入其中,求解出渐近展开式中的展开系数;最后根据应力强度因子和展开系数的数量关系,确定出单材料切口的应力强度因子。其次,采用取点法计算双材料切口的应力强度因子。利用弹性力学多域边界元法程序,计算出双材料切口附近的位移场;构建双材料切口弹性力学的奇性特征方程,通过数值求解获得双材料切口的奇性指数和特征角函数;再将双材料...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 边界元法简介
    1.3 切口应力奇异强度研究现状
    1.4 切口热流强度研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 单材料切口应力强度因子的计算
    2.1 边界元法计算内点位移
    2.2 单材料切口奇性指数和特征角函数计算
    2.3 内点法计算切口应力强度因子
    2.4 数值算例
        2.4.1 含对称切口试件受单向拉伸
        2.4.2 含斜切口试件受单向拉伸
    2.5 本章小结
第三章 双材料切口应力强度因子的计算
    3.1 多域弹性力学边界元法
    3.2 双材料切口奇性指数和特征角函数计算
    3.3 边界元法计算双材料切口应力强度因子
    3.4 数值算例
        3.4.1 双材料对称切口试件
        3.4.2 双材料三点弯曲试件切口
    3.5 本章小结
第四章 单材料切口热流密度强度因子计算
    4.1 单材料位势边界元法
    4.2 单材料切口尖端热流奇异性指数
    4.3 单材料切口热流强度因子的计算
    4.4 数值算例
        4.4.1 各向同性材料切口热流强度因子
        4.4.2 正交各向异性材料切口热流强度因子
        4.4.3 完全各向异性材料切口热流强度因子
    4.5 本章小结
第五章 双材料切口热流强度因子计算
    5.1 位势多域边界元法
    5.2 双材料切口热流奇异性分析
    5.3 双材料切口热流强度因子
    5.4 数值算例
        5.4.1 各向同性材料与正交各向异性材料粘结切口
        5.4.2 各向同性材料与完全各向异性材料粘结切口
        5.4.3 正交各向异性材料与正交各向异性材料粘结切口
        5.4.4 正交各向异性材料与完全各向异性材料粘结切口
        5.4.5 完全各向异性材料与完全各向异性材料粘结切口
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3871873