奇异性弹性场分析的新型超级奇异单元法综述
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王从曼(1987—),女,博士研究生,研究方向为机械强度分析。E-mail:595289880@qq.com。

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中图分类号:

O346.1

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51975411);天津市自然科学基金资助项目(18JCYBJC88500);天津市高校中青年骨干创新人才培养计划(津教委人函[2017]23 号);天津市研究生科研创新项目(2020YJSB072)


Review of the Novel Super Singular Element Method for Singular Elastic Field Analysis
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    摘要:

    随着城市轨道交通高质量、高效率的发展要求,工程和机械设备的疲劳强度问题越来越受到重视。 机械结构破坏起源于各种形式的缺陷,如裂纹、夹杂、孔洞等,而奇异性应力是材料缺陷处裂纹萌生的重要原因。 新型超级奇异单元是基于奇异性位移场、应力场的数值特征解和 Hellinger-Reissner 变分原理构造的包含缺陷角部的特殊单元,其能够用于分析多种缺陷角部邻域奇异性弹性场。与其它奇异单元相比,新型超级奇异单元通用性强,无需任何过渡单元即可与常规单元连接,可以应用于任意楔形角和任意材料组合的奇异性应力场分析。 文章主要综述了新型超级奇异单元在二维或三维中的裂纹尖端、夹杂角尖端、V 型缺口角尖端、孔洞角尖端、多相材料界面角尖端的应用情况,对于如何使用该单元分析奇异性应力场具有一定的指导意义。

    Abstract:

    With the development of high quality and high efficiency of urban rail transit, the fatigue strength of engineering and mechanical equipment has attracted more and more attention. The failure of mechanical structures arises from various forms of defects, such as cracks, inclusions, holes, etc. The singularity stress is an important cause of crack initiation at material defects. The novel super singular element is based on numerical eigen-solutions of singular displacement and stress fields and the Hellinger-Reissner variational principle. It is a special element that contains the corner of a defect and can analyze the singular elastic field. Compared with other singular elements, it is versatile and has nothing to do with the size of the element. It can be connected with conventional elements without any transition elements. It can be applied to singular stress field analysis of any interface corner and any material combination. The article mainly reviews the application of the novel supe singular elements in the crack tip, inclusion corner tip, notch corner tip, hole corner tip and multiphase materialsinterface in 2D or 3D, which has a certain guiding significance on how to use this element to analyze singular stress field.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王从曼,平学成,王醒醒,陈梦成.奇异性弹性场分析的新型超级奇异单元法综述[J].华东交通大学学报,2021,38(4):81-98.

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  • 在线发布日期: 2021-09-13
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