复合型加载条件下HCCD试样应力强度因子的研究

作     者：杨旺 巫绪涛 仰涛 YANG Wang;WU Xutao;YANG Tao

作者机构：合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 

出 版 物：《合肥工业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hefei University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2020年第43卷第9期

页      面：1293-1296页

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51408175) 

主　　题：应力强度因子 复合型加载 带裂纹中心圆孔圆盘(HCCD) 相互作用积分法 数值模拟 

摘      要：文章采用有限元方法,对带裂纹中心圆孔圆盘(hollow centre cracked disc,HCCD)试样的复合型断裂进行了数值模拟研究。采用相互作用积分法计算了试样裂尖的Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子(KⅠ和KⅡ)。根据大量算例结果并结合量纲分析,得到了复合型加载条件下HCCD试样裂尖KⅠ和KⅡ的拟合公式。该组公式含有试样圆盘内径r、裂纹长度a、裂纹倾角θ3个参量,从纯Ⅰ型断裂至纯Ⅱ型断裂,以及Ⅰ-Ⅱ复合型断裂均具有较高的精度。对于KⅠ拟合公式,当θ在0°~15°,r/R在0.05~0.50,a/(R-r)在0.1~0.6范围内时,其计算误差小于8%;当θ在15°~30°,r/R在0.05~0.50,a/(R-r)在0.1~0.4范围内时,其计算误差小于9%。对于KⅡ拟合公式,当θ在0°~30°,r/R在0.10~0.50,a/(R-r)在0.1~0.6范围内时,其计算误差小于10%。