带裂纹功能梯度材料薄板SIFs分析的广义参数Williams单元

摘要：

根据Williams级数位移场,仅考虑弹性模量E为坐标的函数,通过改变裂尖奇异区微单元刚度集成方式,推导建立了功能梯度材料薄板平面断裂分析的广义参数Williams单元新格式.结合含中心斜裂纹和边界裂纹的功能梯度材料薄板,分析了弹性模量E的分布形式、裂纹倾角及裂纹长度对裂尖应力强度因子的影响.算例结果表明:该方法能够直接且高效求解带裂纹功能梯度材料薄板的裂尖应力强度因子;当弹性模量E呈单调变化且其梯度与荷载方向平行或垂直时,分别会使中心斜裂纹两个裂尖的I型或II型应力强度因子值产生差异,而应力强度因子随裂纹倾斜角度的分布规律并不受弹性模量E的分布形式影响.

关键词：功能梯度材料、应力强度因子、广义参数Williams单元、弹性模量、奇异区

所属期刊栏目：41

分类号：TU311.41(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目;广西自然科学基金资助项目;工程防灾与结构安全教育部重点实验室系统性研究资助项目

在线出版日期：2020-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1476-1482,1490