半无限横观各向同性介质中三维裂纹问题数值分析

摘要

采用对偶边界元方法分析了沿裂纹面分别作用法向和切向均布力时半无限横观各向同性介质中的三维矩形裂纹.裂纹面及半无限域自由面平行于材料各向同性面.该方法基于双层横观各向同性材料基本解,以裂纹面间断位移为未知量建立了面力超奇异边界积分方程.根据求得的间断位移计算了该类裂纹的应力强度因子.最后讨论了自由面、矩形裂纹边长比、材料弹性系数对应力强度因子的影响.结果表明,自由面对作用法向均布力的该类矩形裂纹应力强度因子有明显影响,对作用切向均布力的该类矩形裂纹应力强度因子影响较小,且自由面的这种影响主要与裂纹面到自由面的距离有关,与矩形裂纹边长比基本无关.