应用半权函数法计算界面裂纹的应力强度因子

摘要

应用半权函数法求解双材料界面裂纹的应力强度因子 ,得到以半权函数对参考位移与应力加权积分的形式表示的应力强度因子。针对特征值为复数λ的双材料界面裂纹裂尖应力和位移场 ,设置与之对应特征值为 -λ的位移函数 ,即半权函数。半权函数的应力函数满足平衡方程 ,应力应变关系 ,界面的连续条件以及在裂纹面上面力为 0 ;半权函数与裂纹体的几何尺寸无关 ,对边界条件没有要求。由功的互等定理得到应力强度因子KⅠ 和KⅡ 的积分形式表达式。本文计算了多种情况下界面裂纹应力强度因子的算例 ,与文献结果符合得很好。由于裂尖应力的振荡奇异性已经在积分中避免 ,只需考虑绕裂尖远场的任意路径上位移和应力 。