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张兆军,王珊,姚伟岸.含界面裂纹Reissner板弯曲问题分析的奇异单元
A singular element for Reissner plate bending problem with interface cracks[J].计算力学学报,2017,(5):608~614
含界面裂纹Reissner板弯曲问题分析的奇异单元
A singular element for Reissner plate bending problem with interface cracks
A singular element for Reissner plate bending problem with interface cracks
投稿时间:2016-07-04  修订日期:2016-11-14
DOI:10.7511/jslx201705012
中文关键词:  界面裂纹  Reissner板  奇异单元  应力强度因子
英文关键词:interface crack  Reissner plate  singular element  stress intensity factor
基金项目:国家自然科学基金(10772039)资助项目.
作者单位E-mail
张兆军 大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024  
王珊 北京航天微系统研究所, 北京 100094  
姚伟岸 大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024 ywa@dlut.edu.cn 
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中文摘要:
      首先,采用特征函数渐近展开法,推导了Reissner板弯曲界面裂纹尖端附近位移场渐近展开的前两阶显式表达式,并利用所获得的位移场渐近表达式构造了一种可用于Reissner板弯曲界面裂纹分析的奇异单元。然后,将该奇异单元与外部的常规有限单元相结合,开展了含界面裂纹Reissner板弯曲断裂问题的数值分析。奇异单元可以较好地描述裂纹尖端附近的内力场与位移场,其优势是它与常规单元进行连接时不需要使用过渡单元,并且可以直接给出应力强度因子等断裂参数的高精度数值结果。最后,通过两个数值算例验证了本文方法的有效性。
英文摘要:
      On the basis of Reissner's plate theory,the expressions of the first two order asymptotic displacement field around the tip of an interface crack are derived using William's eigenfunction series expansion method.And using the deduced generalized displacement field,a novel displacement-mode singular finite element is constructed,which can well depict the characteristic of displacement and singular internal force fields around the crack tip.One advantage of this method is thattransition elements are not required between the singular element and the conventional finite element.Moreover,the stress intensity factors can all be determined directly by the coefficients of the asymptotic series terms.Finally,two numerical examples are analysed to demonstrate the performance of the present method.
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