两种求解应力强度因子权函数方法的对比分析.pdfVIP

第 9期 机械设计 与制造 2014年 9月 Machinery Design Manufacture 7 两种求解应力强度因子权函数方法的对比分析 贾 旭 ，胡绪腾 ，宋迎东1,2 (1．南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室，江苏 南京 210016； 2．南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏 南京 210016) 摘 要：对WXR权函数法和通用权函数法的特点进行了分析，并通过计算两种典型一维I型裂纹结构(有限宽板中心穿 透裂纹、双边穿透裂纹)承受均布、梯度分布载荷下的应力强度因子，对两种权函数法的精度进行 了对比评估。得到以下 主要结论：对于二维线裂纹体WXR权函数法精度相对较高，但应用于三维面裂纹体时相对复杂亦不能表现三维效应，通 用权函数法能够直接方便地适用于二、三维裂纹问题。两种权函数法对参考应力分布下的应力强度因子计算精度与对复 杂非均匀应力分布下的计算精度基本一致，要保证其在复杂应力分布下具有较高的计算精度，必须提高参考应力强度因 子解本身的精度。 关键词：应力强度因子；权函数法；裂纹面张开位移；1／4节点位移法 中图分类号：TH16；0346．1 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3997(2014)09—0007—04 ComparativeAnalysisofTwoKindsofW eightFunctionMethods forSolvingtheStressIntensityFactors JIAXu，HUXu—teng，SONGYing—dong (1．NanjingUnivemityofAeronauticsandAstronautics，JiangsuProvinceKeyLaboratoryofAerospacePowerSystems， JiangsuNanjing 210016，China；2．StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures，Collegeof EnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，JiangsuNanjing210016，China) Abstract：ThecharacteristicsoftheWXRweightfunctionmethodsandthegeneralweightufnctionmethodswereanalyzed， theaccuracyofthetwomethodswerecomparedtOassessbycalculatingthestressintensityfactorsof twotypicalone— dimensionalmodeIcrackedstructures (acenterthroughcracknaddoubleedgecracksinafinitewidthplate)underunfio loadingorgradientloading．Thefollowingconclusions：theWXRweightfunctionmethodsshowhigherprecsiionforthetwo- dimensionallinecrackbutmorecomplic~edforthree-dimensionalsurfacecracknadCna’tshowtheeffectsofthree— dimensionalonSIF．Theuniversalweightfunctionmethodscanbeeasilynaddirectlyappliedtoboth．Theprecsiionofthetwo kindsofweightfunctionmethodsforcalculatingthestressintensity