半无限大弹性板裂纹尖端奇异应力场计算

摘要

比例边界有限元法是一种具有半解析性质的数值计算方法,径向位移和应力具有解析的性质,因而不需要特殊处理裂纹尖端,针对半无限大弹性板问题可以根据定义对应力强度因子和高阶项等奇异参数直接进行计算。本文联立超单元分析法,基于比例边界有限元法计算不同荷载作用下半无限大弹性板裂纹尖端奇异应力场,对比例边界有限元法的基本计算方程进行了推导,在裂纹尖端处提取了应力强度因子、T应力以及高阶项等奇异参数。将文献中计算结果和本文提取结果进行对比后表明,比例边界有限元法在计算裂纹尖端奇异应力场时是有效的,并且具有较高的精度。此外,T应力和高阶奇异参数可以作为进一步研究裂纹断裂特性的依据。