兩相異質材料切口強度邊界元法研究

孫佳琳，程長征

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，合肥 230009)

兩相異質材料切口強度邊界元法研究

孫佳琳，程長征

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，合肥 230009)

采用邊界元法分析兩相異質材料切口尖端的應力場，再采用后處理的方法計算切口的應力強度因子。通過對界面裂紋這一特例進行分析，并和參考解對照，證明文中方法的有效性。最后，分析了彈性模量比、切口開角、切口深度等因素對切口應力強度因子的影響規律。

邊界元法；異質材料；切口；應力強度因子

異質材料是由兩種不同性能的材料結合在一起而形成。由于兩種材料的特性不同，結合端部的切口或裂紋會產生很強的應力奇異性，結構的破壞多從切口的端部開始。

關于異質材料界面裂紋應力強度因子的研究，已有很多研究成果。[1]李成等[2]利用能量釋放率來描述裂紋的擴展情況，得到了能量釋放率與兩種材料的彈性模量、外荷載及構件厚度之間的關系變化曲線，以及裂紋兩側不同的材料寬度和應力強度因子之間的關系；劉向征等[3]采用子域邊界元法，沿材料邊界對兩種材料進行單元劃分，利用界面上兩種材料的面力和位移的關系，得到邊界上的應力場和位移場；劉曉紅等[4]構造了含有復奇異指數的新應力函數，將界面裂紋問題轉化為廣義重調和方程邊值問題，研究了奇異指數與雙材料工程參數之間的關系，得到了界面裂紋尖端應力的四種奇異性；……