文献类型：期刊文章

作　　者：李聪[1,2] 牛忠荣[1] 胡宗军[1] 胡斌[1]

Li Cong;Niu Zhongrong;Hu Zongjun;Hu Bin(School of Civil Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China;School of Civil Engineering,Anhui Jianzhu University,Hefei 230601,China)

机构地区：[1]合肥工业大学土木与水利工程学院力学系,合肥230009 [2]安徽建筑大学土木工程学院,合肥230601

出　　处：《力学学报》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11272111,11772114)。

年　　份：2020

卷　　号：52

期　　号：5

起止页码：1394-1408

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、MR、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：在线弹性理论中,三维V形切口/裂纹结构尖端区域存在多重应力奇异性,常规数值方法不易求解.本文提出和建立了三维扩展边界元法(XBEM),用于分析三维线弹性V形切口/裂纹结构完整的位移和应力场.先将三维线弹性V形切口/裂纹结构分为尖端小扇形柱和挖去小扇形柱后的外围结构.尖端小扇形柱内的位移函数采用自尖端径向距离r的渐近级数展开式表达,其中尖端区域的应力奇异指数、位移和应力特征角函数通过插值矩阵法获得.而级数展开式各项的幅值系数作为基本未知量.挖去扇形域后的外围结构采用常规边界元法分析.两者方程联立求解可获得三维V形切口/裂纹结构完整的位移和应力场,包括切口/裂纹尖端区域精细的应力场.扩展边界元法具有半解析法特征,适用于一般三维V形切口/裂纹结构完整位移场和应力场的分析,其解可精细描述从尖端区域到整体结构区域的完整应力场.作者研制了三维扩展边界元法程序,文中给出了两个算例,通过计算结果分析,表明了扩展边界元法求解三维V形切口/裂纹结构完整应力场的准确性和有效性.

关 键 词：三维切口/裂纹  应力场 扩展边界元法  渐近展开式

分 类 号：O343.2]