求解应力强度因子的单元初始应力法

武汉理工大学学报 ›› 2008, Vol. 30 ›› Issue (11) : 90-93.

土木工程与建筑

求解应力强度因子的单元初始应力法

樊鸿1,2，张盛3

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摘要

提出一种计算应力强度因子的单元初始应力法，该法采用退化的1/4节点奇异单元
，通过近裂尖最佳应力点应力进行求解，进而求得应力强度因子。采用单元初始应力法对有
限尺寸中心穿透裂纹板受远场均布拉力作用下的应力强度因子计算，数值分析得到的解与精
确解相比，平面应变模型的相对误差为3.12%，三维模型的相对误差为3.26%。由该法计算的
半椭圆表面裂纹板受远场均布拉力作用下的应力强度因子的数值解与手册解相比，最大相对
误差为2.28%。单元初始应力法与位移法相比，具有精度高、简捷、高效的特点，可以较为
方便且精确地计算三维裂纹尖端的应力强度因子，值得推广。