江苏省教育厅自然科学基金(04KJB460166)
- 作品数：4 被引量：41H指数：3
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- 表面裂纹疲劳扩展的数值模拟(Ⅱ)被引量：16
- 2007年
- 根据Paris疲劳裂纹扩展规律,对拉伸和纯弯曲疲劳载荷下表面裂纹扩展进行了数值模拟。数值模型中,用三次样条函数曲线拟合裂纹尖端,在裂纹扩展增量计算中考虑了裂纹闭合影响。裂纹形状演化的模拟结果与Newman和Raju经验公式预测结果进行了比较,表明了所采用的数值模拟方法的实用性。研究发现,裂纹闭合对疲劳裂纹扩展过程中的裂纹形状演化以及裂纹尖端的应力强度因子(SIF)分布都有明显影响。同裂纹形状演化一样,疲劳裂纹扩展过程中裂纹尖端的SIF分布表现出明显的特征。最后,建议了一个简单函数来统一描述表面裂纹尖端的SIF分布。
- 吴志学
- 关键词：应力强度因子线弹性断裂力学数值模拟三维有限元分析
- 影响双材料界面端三维应力奇异性的几何因素研究被引量：3
- 2007年
- 应用常规有限单元分析技术,对几种典型接头形式的三维双材料结构界面端点附近应力奇异性进行了研究,重点分析了棱角(两自由平面的夹角)大小对界面端点附近应力奇异性指数的影响。数值分析结果表明:棱角大小对界面端应力奇异性指数有明显影响,棱角越大,奇异性指数越小;当棱角趋于180°时,端点附近的应力奇异性指数收敛于界面端线上的值(等于平面应变条件下的理论值)。研究发现,如果采用圆弧对三维双材料结构的棱边进行倒角,使相应的界面端线变成光滑连续曲线,则原界面端点附近的应力奇异性会完全退化为界面端线附近的应力奇异性,即界面端点独特的应力奇异性现象消失。
- 吴志学
- 关键词：应力奇异性有限单元法双材料界面端
- 机械零件形状优化设计的仿生学方法被引量：11
- 2005年
- 基于相对性原理重新分析了生物适应性生长行为,提出了新的生物生长规律:生物局部区域生长行为只需根据其周边应力大小进行调整,不需要人为确定参考应力。在此基础上,提出了一种模拟生物适应性生长过程的相对应力优化法,该方法的主要特点是不需要人为确定参考应力。所提出的优化方法不但具有较高的优化效率,还能按给定的误差精度要求获得优化结果。最后,给出了受双向载荷作用平板的最优中心孔形状优化设计和给定许用应力下连杆形状优化设计的实例。
- 吴志学
- 关键词：仿生设计应力集中系数有限元分析
- 表面裂纹疲劳扩展的数值模拟被引量：18
- 2006年
- 建立了一种无形状约束的模拟表面裂纹在线弹性断裂力学条件下疲劳扩展的数值方法,并研究了表面疲劳裂纹形状演化和裂纹尖端应力强度因子(SIF)的分布特征。该方法以三维有限单元技术和Paris疲劳裂纹扩展规律为基础,并在裂纹扩展增量计算中考虑了裂纹闭合影响。本文第一部分主要介绍模拟三维疲劳裂纹扩展的数值方法的理论背景和相关的技术细节。着重分析和讨论基于三维有限单元法计算裂纹SIF所涉及的几个主要问题:裂纹尖端单元网格密度对估算精度的影响;自由表面的影响及其修正方法;裂纹尖端非正交单元网格的影响及修正方法。
- 吴志学
- 关键词：应力强度因子线弹性断裂力学数值模拟
