弹性材料与压电材料Ⅲ型断裂HT边界元方法研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenmojay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用HybridTrefftz边界元法分别分析了弹性材料和压电材料Ⅲ型断裂问题。利用推得的Trefftz完备解系和特殊函数解系,推导了HT边界元的直接法和间接法(包括配点法、最小平方法和伽辽金法)求解Ⅲ型断裂问题的计算公式,并且用FORTRAN编制了HT边界元的间接法(包括配点法和伽辽金法)程序。同时,本文尝试采用满足沿裂纹边界具有局部效应的附加试函数来考虑裂尖奇异性的影响。在计算中,无论是弹性材料Ⅲ型断裂问题采用的应力强度因子,还是压电材料Ⅲ型断裂问题采用的能量释放率,都可以由T函数完备解系的待定系数直接来表达。进一步,文中分别给出弹性材料和压电材料Ⅲ型断裂的算例,通过特殊函数的项数、裂纹单元个数、配点个数以及高斯点个数等几个参数引起的应力强度因子和能量释放率的变化,来讨论HT边界元法计算Ⅲ型断裂问题的特点。特别是,与一般有限元和边界元的对比,发现HT边界元采用很少的单元和节点数便可以达到很高的计算精度,而在一般有限元或边界元中需要进行局部细化等特殊处理。此外,HT边界元法除了计算反映断裂行为的应力强度因子以及能量释放率外,还计算了非裂纹边弹性场的位移值和力电耦合场的电势值,发现得到的精度依然较高。更重要的是,如进一步考虑材料的非线性和本构方程的非线性,控制方程可化简为Poisson方程或更复杂的方程,除了对应的Trefftz完备解系和特殊函数解系不同外,其计算过程同Laplace方程计算过程基本一致,即HT边界元法计算非线性断裂问题具有同样的精度,可靠性和适用性。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着新型功率元件和高性能处理器的不断推出,各种交流伺服电动机的应用越来越广泛。新器件及新算法的应用,能够更好的调节控制交流伺服电机中的电压和电流的幅值及频率,进而能够
海洋石油开采量不断提高,开采速度增快,海上平台个数不断增多,海上作业区块也不断增加,造成海上石油平台的带电负荷日益增大,负荷/平台变电站、海底电缆、分布式发电等构成的电力
防爆密闭门作为煤矿井下紧急避险系统的关键部件,有着很高的质量要求。拓扑优化技术和形状优化技术,是CAE优化技术中应用最为广泛的两种优化技术。CAE优化技术虽然提出较早,
本论文所包含的内容限于双层网格扁壳弹性范围内的非线性屈曲和振动。全文分四个章节。作者在第一章中回顾了国内外学者在空间网壳结构方面所做过的主要工作,分析比较了各种
发电厂控制系统存在严重的不协调现象,热工控制的DCS系统已经相当成熟,但是电气系统的控制却与热工控制分离,电气保护装置独立配置,形成大量的小型信息孤岛,就地面板操作、显示。本文分析了目前大多数电厂实现电气控制的模式,提出了新型的一体化控制方式,并对通信网络,冗余等方面进行了设计及各性能的分析。尤其是找到了评价该系统可靠性的指标,提出了采用故障树和马尔可夫相结合的方法来分析系统的可靠性,以便找到系统
学位
随着煤炭、石油等化石能源供应问题日益突出,人们对可再生清洁能源的重要性认识不断加强,分布式电源发电方式在世界范围内得到迅速发展。但是大量性能各异的分布式电源接入配
压缩机作为制冷系统的心脏,很大程度上决定了系统的整体性能,但也消耗着系统的绝大部分能量。线性压缩机由于其采用永磁直线振荡电机直驱活塞,省去了中间传动机构,具有传动损耗小
电力变压器是电力系统中非常重要的设备之一,其运行状态的好坏对保证供电网络的可靠运行意义重大。在目前的变压器状态监测中,主要是通过继电保护系统和定期维修来对变压器进行一定程度的保障。但这种方式影响电网的可靠性,仅仅能够提供变压器故障后的滞后信息,不能满足对变压器进行实时状态监测的需要。随着Internet的广泛应用,计算机技术和网络技术得到迅速发展,其中远程监控技术越来越突显其重要作用,有着较好的发