裂缝边缘凸起变形对带裂缝柱形薄壁结构应力强度因子的影响初探

摘要

为避免采用阶段策略时模型简化可能导致的柱型薄壁结构中裂缝边缘有凸起变形时应力强度因子的计算误差 ,分析了采用该方法 ,柱型薄壁结构裂缝边缘有无凸起变形时二维与三维模型所得应力强度因子的特点和局部模型尺寸对应力强度因子的影响。结果表明 :1)裂缝边缘有无凸起变形时应力强度因子有很大差别 ,裂缝半长为 133 4mm时 ,三维模型裂缝边缘的径向凸起变形为 4 1mm ,应力强度因子为 4 4 99MPa·mm1/ 2 ,是无凸起变形时应力强度因子 (194 9MPa·mm1/ 2 )的 2 3倍。 2 )裂缝较短 (13 34mm)时 ,二维与三维模型得到的应力强度因子十分接近 ;裂缝越长 ,差别越大 ,因而不能忽略。 3)局部模型尺寸不同时 ,三维局部模型与三维整体模型得到的应力强度因子几乎相同 ,都与理论值十分接近 ;但对二维模型应力强度因子的影响较大 ,虽然 1/ 8弧长二维局部模型的计算结果比 1/ 4弧长的更加接近三维模型的结果 ,但仍不准确。所提出的分析方法可应用于类似的复杂结构。