裂纹群应力强度因子分析的广义参数有限元法

摘要 利用广义参数有限元法直接求解了裂纹群裂尖应力强度因子.首先根据改进的Williams级数建立典型裂尖奇异区Williams单元，然后通过分块集成形成求解域整体刚度方程，进一步利用Williams级数的待定系数直接确定各裂尖应力强度因子，最后通过算例分析研究了裂纹间距、裂纹与X轴夹角等参数对计算结果的影响.结果表明，该文方法能够有效克服断裂分析的传统有限元法的缺陷，具有更高的计算精度和效率.而且对于含有多条等长共线水平裂纹的无限大板，当相邻裂纹间距与裂纹半长之比大于9时，可忽略裂纹之间的相互影响，按照单裂纹进行计算；对于沿Y轴对称分布的偶数条等长斜裂纹的无限大板，随着裂纹与X轴夹角的增大，KⅠ逐渐减小，KⅡ先增大后减小