一、ASYMPTOTIC ELASTIC STRESS FIELD NEAR A BLUNT CRACK TIP IN AN ANISOTROPIC MATERIAL（论文文献综述）
王从曼,平学成,王醒醒,陈梦成[1]（2021）在《奇异性弹性场分析的新型超级奇异单元法综述》文中研究说明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。
皮建东[2]（2020）在《断裂力学中复变方法的应用与发展研究（1909-2019）》文中研究说明断裂力学是固体力学的一个重要分支,它以经典的格里菲斯（A.A.Griffth,1893-1963）理论为基础,在20世纪初开始发展并逐步形成于50年代。断裂力学以裂纹为主要研究目标,分析其在受力情况下应力的分布状态,从而探求断裂准则以及裂纹扩展规律。断裂力学源于生产实践,在建筑工程、航空航天、交通运输、机械制造以及生物工程等领域都有着广泛的应用。随着断裂力学的深入研究,复变方法凭借其完整的理论体系受到许多研究者的青睐。至20世纪初,由法国柯西（A.L.Cauchy,1789-1857）、德国黎曼（B.Riemann,1826-1866）和魏尔斯特拉斯（K.T.W.Weierstrass,1815-1897）等数学家发展起来的复变函数理论,其内容体系已经比较完善,为复变方法在断裂力学中的应用奠定了坚实的理论基础。1909年,俄罗斯的科洛索夫（Г.В.Колосов,1867-1936）利用复变函数理论有效地解决了力学的相关问题。1933年,穆斯海利什维利（НиколайИвановичМусхелишвили,1891-1976）对科洛索夫所做的工作进一步系统化,更加全面地研究了复变方法在平面弹性理论中的应用。这一方法的引入,一方面丰富了力学问题求解的方法,另一方面也为其在断裂力学中的应用奠定了基础。1957年,欧文（G.R.Irwin,1907-1998）提出了能量释放率,标志着线弹性断裂力学的建立。至此,复变方法很自然地被应用到了断裂力学领域,开始发挥其独特的优势。到目前为止,关于复变方法在断裂力学中的应用,研究成果非常丰富,但这些研究多数都偏重于具体的应用过程,从史学角度进行系统研究的文献几乎没有。基于此,本研究从数学史的角度出发,查阅了大量文献资料,采用文献分析、历史研究以及对比分析等方法,系统地分析和研究了复变方法在断裂力学中的应用和发展。本研究对于深入了解断裂力学的发展,甚至预测断裂力学的进一步发展具有重要的理论和现实意义。主要研究工作如下:1.着眼于断裂力学的形成和发展历史,研究了国外英格里斯（C.E.Inglis,1875-1952）、格里菲斯、奥罗万（E.Orowan,1901-1989）以及欧文等人在断裂力学形成过程中做出的重要贡献及其影响,同时研究了中国学者在这一方面所做的主要工作及对断裂力学发展产生的影响。2.对复变方法在断裂力学中的应用进行溯源。阐述了科洛索夫和穆斯海利什维利所做的开创性工作,并指出虽然当时断裂力学还没有完全产生,但是他们的研究成果为复变方法在断裂力学中的应用提供了必要的理论支撑,也为其今后的发展奠定了基础。3.研究了20世纪中后期（1950-1990）复变方法在断裂力学中的应用情况。通过分析归纳,详细地论述了英国英格兰德（A.H.England）以及中国唐立民、路见可等学者对复变方法的总结和发展,以此反映出当时复变方法的发展情况。4.分析研究了20世纪90年代以后复变方法在断裂力学中的发展情况。在这一时期,复变方法的应用范围从经典材料扩展到新型材料,同时将保角变换从有理函数推广到了无理函数。重点研究了范天佑研究团队在断裂力学复变方法中取得的成就和产生的影响。5.研究了复变方法在固体准晶以及压电准晶中的应用及其发展情况。受现有文献的启发,利用复变方法讨论了直位错和线性力作用下点群10十次对称二维准晶的弹性场以及一维六方压电准晶材料含运动螺型位错的弹性问题。通过研究发现,复变方法在断裂力学中的应用和发展具有如下几个特点:1、其发展遵循由慢到快、由点到面的整体规律;2、早期的应用地域分布不均衡,缺少国际性交流;3、21世纪以来应用的深度和广度不断加大,学科融合进一步加强;4、中国学者对复变方法的应用和发展做出了重要的贡献。
姚善龙[3]（2020）在《V形切口热弹奇性指数与强度系数研究》文中研究表明切口广泛存在于工程结构中,裂纹、夹杂、多材料接头是其特殊情形。切口尖端的应力和热流存在严重的集中,乃至出现数学意义上的无穷大,被称为应力和热流奇异。切口尖端的奇异场容易诱发裂纹的萌生,对结构的安全运维带来严重的威胁。本文以含切口构件为研究对象,着重研究切口尖端的热流和应力奇异性,确定切口尖端区域的奇异物理场,为含切口构件进行降奇增韧提供借鉴。全文的主要研究工作如下:（1）提出了数值分析复合材料V形切口的热流和应力奇性特征的新方法。该法将切口尖端物理场的渐近展开表达式,引入弹性力学控制方程和热传导方程,推演了平面和反平面复合材料切口的应力和热流奇性特征方程,研究了它们的插值矩阵解法,获得了切口尖端关于热流和应力的奇性指数及其对应的特征角函数。所提方法可以一次性地计算出切口所有的热学和力学奇性指数,且所获得的位移、温度特征角函数及他们的一阶导数具有同阶精度,这为基于本特征分析计算热流及应力值的精度提供保证。文章先后研究了各向同性材料、正交各向异性材料平面切口、各向异性材料反平面切口尖端的热流和应力奇性特点。（2）提出了研究多复合材料粘接切口的热流和应力奇性特征的新技巧。本法在单复合材料切口奇性特征分析的基础之上,引入界面粘接协调条件,并通过Williams渐近展开表达式,将该条件转化为温度、位移角函数以及奇性指数表达的微分方程,和在各材料域建立的奇性特征方程联合求解,可以获得多复合材料切口的热流和应力奇性指数以及对应的特征角函数。文章研究了结构几何形状、材料属性等对多复合材料V形切口、多复合材料结头和含夹杂物结构的应力奇异性和热流奇异性的影响规律。（3）建立了材料参数沿角度变化的功能梯度材料V形切口尖端的热流和应力奇性特征方程,研究了材料梯度对切口奇性的影响。所建立的功能梯度材料切口奇性特征方程是一个变系数常微分方程,研究使用插值矩阵法对其进行求解,成功获得了功能梯度材料V形切口尖端的奇性指数和相应的特征角函数。本法避免了对功能梯度材料结构按梯度分区分析带来的不便,且适用于指数函数、幂函数和倒数函数等各种材料变化模式的功能梯度材料切口奇性分析。对于随角度坐标变化的功能梯度材料切口,弹性模量、热膨胀系数和热传导系数按倒数函数变化时,切口应力和热流奇异性都是最强,而材料属性按幂函数形式变化时切口热弹奇性最弱。（4）提出了分析动态V形切口的热流和应力奇异性的新方法。该法基于热弹性力学的动态平衡方程和切口尖端物理场的渐近展开式,建立了动态V形切口的热弹奇性特征方程并进行数值求解。研究发现,单材料动态切口的应力奇异性最弱和最强分别发生在速度方向沿着切口角平分线和垂直于切口角平分线的时候。切口的奇异性随着材料的泊松比、密度增大而减弱,但随着弹性模量的增大而增强。对于双材料动态V形切口,第一阶奇异性随着材料的弹性模量增大而减弱,而第二阶奇异性则随弹性模量增大而增强。速度方向偏向材料较硬一侧时切口的应力奇异性,比速度方向偏向较软一侧时切口的奇异性强。同时发现,动态V形切口的热流奇异性不因速度的改变而变化。（5）提出一种基于有限元法的奇性分离技术,来计算V形切口尖端奇异热流和奇异应力场。本法将切口尖端的奇异扇形域从含切口结构中分离出来,用Williams级数渐近展开式表达分割切口尖端域时形成的弧形边界上的温度、热流、位移和节点力,将其代入有限元法分析挖去切口尖端扇形区域后的无奇异剩余结构的系统方程,求解后获得Williams级数渐近表达式的各阶幅值系数,据此可以有效计算切口尖端的热流强度因子和应力强度因子。所提方法对有限元精细网格划分依赖性不强,较稀疏的单元划分也能够获得稳定性好且精度高的切口热弹强度系数。（6）提出一种基于有限元法分析结果的超定法来计算切口热流、应力强度因子。该法提取距切口尖端一定距离节点的有限元计算值,利用奇性渐近展开表示,依据已经获得的特征分析结果,建立确定渐近展开式幅值系数的超定方程,根据最小二乘法计算出该方程的超定解,从而获得奇性渐近展开式的幅值系数,数值验证了超定法对选择的节点数有很好的收敛性,给出了选择节点方位的建议,开辟了确定切口热流、应力强度因子的另一种有效计算途径。研究表明,仅考虑奇性渐近展开式中的奇异项就能很好地模拟切口尖端的位移场,而只有考虑高阶非奇异项才能更准确地模拟切口尖端的应力场。
高邹运[4]（2020）在《切口根部裂纹奇异强度分析》文中进行了进一步梳理切口问题广泛存在工程结构中。切口根部的应力场具有很强的奇异性,使其尖端极易萌生裂纹,该裂纹又有新的应力奇异性。切口的应力奇异性和其尖端萌生裂纹的应力奇异性会叠加并相互影响,使得切口尖端裂纹的应力状态非常复杂。现有的研究主要集中在单独研究切口或裂纹尖端的应力奇异场,对两者的影响研究较少。切口尖端裂纹奇异强度研究,具有一定的理论意义和较强的工程应用价值。本文主要运用数值方法,对切口尖端裂纹进行仿真模拟,计算切口尖端裂纹的应力强度因子,分析切口形状、几何参数、材料配比对其尖端裂纹的应力强度因子的影响规律。论文的主要工作如下:首先,研究了双材料平面切口尖端裂纹应力强度因子的边界元计算方法。将双材料平面切口结构剖分为四个部分,切口尖端的两部分内展开奇性特征分析,获取奇性指数和特征角函数,外围无应力奇异区采用边界元法模拟,将切口尖端的奇性展开和外围的边界积分方程结合,求解出切口尖端裂纹的应力强度因子。分别计算了V形切口和半圆形切口根部裂纹的应力强度因子,研究了切口深度、切口开角、圆形切口半径、弹性模量比等因素对切口尖端裂纹应力强度的影响。其次,研究了双材料反平面切口尖端裂纹应力强度因子的有限元计算方法。通过奇性特征分析,计算获得了双材料反平面切口的奇性指数。运用有限元法计算获得切口根部裂纹尖端的应力场,选取一定数量内点的应力计算结果,取双对数后线性拟合,确定出应力强度因子。研究了切口形状、开口位置、切变模量比等因素对切口尖端裂纹应力强度因子的影响。再次,研究了板切口尖端裂纹应力强度因子的有限元法计算方法。将板切口尖端位移的渐近展开式引入Reissner板控制方程,获得了板切口的奇性特征方程,解之可以获得奇性指数。采用ANSYS中的Shell43单元,对板切口以及板切口尖端的裂纹进行了分析。发现板切口存在三个应力强度因子,研究了切口几何参数对这些应力强度因子的影响规律。最后,研究了非奇异应力对裂纹扩展和疲劳寿命的影响。根据Williams渐近展开理论,裂纹尖端区域的完整弹性应力场可以用奇异应力和若干非奇异应力项之和来表示。提出了一种将边界元法与奇异性分析相结合的裂纹尖端区域完整应力场计算方法。可以根据计算精度的要求,求出Williams级数展开中的任意非奇异应力项。引入修正的Paris公式来预测复合型裂纹的疲劳寿命,探讨了非奇异应力对裂纹疲劳寿命的影响。
刘访[5]（2020）在《增材制造钛合金裂纹扩展寿命研究》文中认为钛合金具有高比强度、比刚度、耐高温腐蚀的性能,在航空领域得到广泛和大量的应用,但钛合金零件生产工序多、材料利用率低、加工成本高,制约着航空用钛合金的发展。丝材电弧增材制造是一种快速成型技术,适用于制造形状复杂的大型整体构件,有效解决钛合金加工成型难度大的缺点。而对于航空钛合金断裂关键件,为避免灾难性断裂事故的发生,掌握其裂纹扩展规律对于损伤容限设计以及飞机结构安全是重要前提。针对丝材电弧增材制造TC11钛合金,通过试验测试结合数值仿真,围绕含裂纹钛合金结构的剩余强度和疲劳裂纹扩展寿命问题开展研究。首先设计开展钛合金的拉伸力学性能试验、断裂韧性测试和疲劳裂纹扩展速率试验,并通过最小二乘法得到不同方向和应力比下的裂纹扩展速率Paris公式,结果显示钛合金拉伸力学性能和裂纹扩展性能存在各向异性,观察断面发现两方向的显微组织存在差异。然后考虑钛合金断裂韧度和裂纹扩展速率的二维正交各向异性特点,基于二维复合型裂纹最大周向应力准则,给出裂纹扩展阻力和Paris公式随任意开裂角变化的椭圆形函数表达式,建立含裂纹钛合金结构的剩余强度和扩展寿命预测方法。最后基于扩展有限元方法分别建立三点弯短梁模型和中心孔板模型,将数值仿真结果与试验结果对比,验证了剩余强度和扩展寿命预测方法的准确性和可靠性,并分析误差原因,优化了预测方法。
潘东[6]（2020）在《切口应力及热流强度因子计算》文中研究指明结构中由于材料、几何或者边界条件的不连续,会产生各种形式的切口,其尖端会产生应力或热流奇异,对结构的安全运维产生很大影响。切口的应力和热流强度研究,对结构的安全评估、寿命预测等具有较强的指导意义。文章基于边界元法计算出切口尖端附近内点的位移或温度等物理参量,结合奇性特征分析获得的切口奇性指数和特征角函数,代入切口尖端位移或温度的渐近展开式,计算获得了切口的应力或热流应力强度因子。论文的主要工作如下:首先,采用取点法计算单材料切口的应力强度因子。利用弹性力学边界元法计算得到单材料切口尖端附近的位移场;再利用数值方法求解单材料切口的奇性特征方程,获取单材料弹性切口的奇性指数和特征角函数;将切口尖端的位移场按照Williams渐近展开,并将计算得到的位移值、奇性指数以及特征角函数代入其中,求解出渐近展开式中的展开系数;最后根据应力强度因子和展开系数的数量关系,确定出单材料切口的应力强度因子。其次,采用取点法计算双材料切口的应力强度因子。利用弹性力学多域边界元法程序,计算出双材料切口附近的位移场;构建双材料切口弹性力学的奇性特征方程,通过数值求解获得双材料切口的奇性指数和特征角函数;再将双材料切口尖端的位移表示为有限个奇性指数和特征角函数的线性组合;将已计算出的内点位移值、奇性指数和对应内点方向的特征角函数代入上述的线性组合,可以计算出双材料切口的应力强度因子。再次,采用取点法计算各向同性材料、正交各向异性材料和完全各向异性材料切口的热流密度强度因子。利用位势边界元法计算出各种材料切口尖端附近内点的温度;将切口尖端附近小扇形域内的热流密度按渐近展开,导出了关于切口热流的奇性特征方程,求解获取不同材料切口的热流奇性指数和特征角函数;根据内点的温度和奇性指数以及对应该内点方向的特征角函数,反算出切口尖端附近温度渐近展开的展开系数,继而获得切口的热流密度强度因子。最后,采用取点法计算各向同性-正交各向异性、各向同性-完全各向异性、正交各向异性-完全各向异性等5种双材料粘接切口的热流强度因子。利用多域位势边界元法计算出粘接材料切口尖端的温度场;研究建立了粘接材料切口的热流奇性特征方程,并用数值求解获得了粘接材料切口的热流奇性指数和特征角函数;将内点的温度场值和奇性特征分析结果结合,计算出了双材料切口的热流密度强度因子。
李聪[7]（2019）在《弹塑性V形切口应力场和裂纹破坏路径的子域扩展边界元法分析》文中研究表明针对线弹性和弹塑性V形切口/裂纹结构完整位移场和应力场,以及裂纹扩展路径的研究难题,本文创立的子域扩展边界元法（XBEM）将V形切口/裂纹结构分成切口/裂纹尖端区域和外部区域。对尖端区域内的位移场采用自尖端径向距离r的渐近级数展开式表达,外部区域采用常规边界积分方程,两者联立求解可获得切口/裂纹结构完整的位移和应力场。通过分析典型的V形切口/裂纹结构应用算例,其结果表明子域XBEM可高效求解二维线弹性、弹塑性及三维线弹性V形切口/裂纹结构尖端附近区域的奇异应力场和全域应力场。本文主要的研究工作及创新点如下:1.首先给出XBEM分析二维线弹性V形切口/裂纹结构完整位移和应力场的基本理论和控制方程。采用XBEM获得单相材料平面V形切口/裂纹结构在组合载荷下完整的位移和应力场。然后改变尖端应力场渐近展开式的截取项数和尖端挖取扇形的半径,讨论截取项数和扇形半径对XBEM计算精度的影响和应力渐近级数展开式的有效计算范围。算例表明应力渐近级数展开式计算尖端应力场的有效范围和XBEM的计算精度随截取项数的增多而提高,实际上截取项数为8项的XBEM结果已足够准确。2.提出了子域XBEM分析两相材料V形切口/裂纹结构完整的位移和应力场。根据两相材料弹性模量比值的不同,对每种材料尖端扇形域采用合理的位移和应力特征对,挖去扇形域后的外围结构采用常规边界离散方程。两者联立求解获得两相材料V形切口/裂纹结构在不同弹性模量比的完整位移和应力场。通过典型算例,给出了子域XBEM分析两相材料弹性模量不同比值的应对策略和其精细解的有效性,该策略也可为两相材料切口/裂纹结构完整位移和应力场的其他分析方法提供借鉴。3.基于线弹性理论,提出和建立了子域XBEM分析平面多裂纹结构的裂纹扩展过程。首先采用子域XBEM获得多裂纹结构完整的位移和应力场,再基于计及裂尖区域非奇异应力项贡献的最大周向应力断裂准则获得多裂纹的裂纹启裂角,裂纹沿启裂角向前扩展,形成新的多裂纹结构。实现了每一次扩展后的多裂纹结构的网格自适应划分,然后采用子域XBEM反复对新形成的多裂纹结构进行分析,获得了多裂纹扩展路径。4.基于弹塑性理论,建立了子域XBEM分析平面V形切口/裂纹结构完整的弹塑性位移和应力场。根据尖端区域渐近级数展开式,对切口/裂纹尖端扇形区域（拟设为塑性区）采用塑性理论分析,挖去扇形域后的外围结构弹性区域采用边界元法分析,两者联立获得拟设塑性区的位移和应力场。将拟设塑性区边界点的von-Mises应力与材料的屈服应力相比,并根据比较结果对拟设塑性区进行修正。再对修正后的塑性区和外围结构采用同样的方法迭代计算,直至修正的塑性区边界上所有节点的von-Mises应力和材料屈服应力相等,此时修正的塑性区为真实塑性区。本文首次准确获得切口/裂纹尖端塑性区形状,V形切口/裂纹结构完整的弹塑性位移和应力场也一并获得。并且子域XBEM获得I型裂纹尖端塑性区类似“苹果”形状,并在裂纹边出现“苹果柄”塑性区。本文子域XBEM获得的塑性区结果颠覆了以往传统方法对塑性区形状的认定,特别是基于线弹性断裂理论确定的塑性区是不真实的。5.提出和建立了三维子域XBEM,用于分析三维线弹性V形切口/裂纹结构完整的位移和应力场。先将三维线弹性V形切口/裂纹结构分为尖端小扇形柱和挖去小扇形柱后的外围结构。尖端小扇形柱内的位移函数采用自尖端径向距离r的渐近级数展开式表达,挖去扇形域后的外围结构采用常规边界元法分析。两者联立求解获得了三维线弹性V形切口/裂纹结构完整的位移和应力场,包括切口/裂纹尖端区域精细的应力场。由此可计算三维裂纹的断裂参数和模拟三维裂纹扩展过程。本文提出的子域XBEM准确分析了二维、三维V形切口/裂纹结构完整的位移和应力场,特别是解决了尖端区域的精细塑性应力场的分析难题,从而为多裂纹结构的破坏扩展分析建立了新路径。
陆洋春[8]（2019）在《高阶/扩展有限元法在二维断裂问题中的应用研究》文中进行了进一步梳理p型和h-p型有限元法的数学理论已经完整建立,为p型和h-p型有限元法的数值模拟提供了坚实的理论基础。同时,p型和h-p型有限元法不仅能够有效地提高数值解的收敛速度,还能保证数值计算的精度。p型和h-p型有限元在数学方面的研究内容较为丰富,然而,相比经典的h型有限元法,p型和h-p型有限元法在工程实际中的应用研究相对较少,特别是在断裂力学领域的应用研究就更少。值得注意的是,p型、h-p型有限元法的收敛速率明显优于经典的h型有限元法。在一些问题中,如奇异性问题,可以得到指数级的收敛速率。断裂问题是典型的奇异（线弹性断裂）或高梯度（粘性或韧性断裂）问题,采用p型和h-p型有限元法能更加高效的处理这类问题。本文主要研究了p型有限元法在二维断裂问题中的应用,分为以下两个部分:首先,将p型有限元法应用于模拟几个经典的裂纹开裂问题,分析不同尺寸、不同角度以及应力集中区域中的裂纹。采用p型有限元法模拟裂纹开裂,并根据得到的位移场和应力场结合围线积分法导出复合型应力强度因子。采用较少的网格,通过合理地划分网格可以在较低的自由度下获得较高的精度。采用相近的网格参数,裂纹在不同尺寸、不同角度以及在应力集中区域的不同位置上,得到的数值解都表现出较高的精度和良好的数值稳定性。在斜裂纹模型中,对比了文献中采用在裂纹尖端富集了高阶渐近位移解的扩展有限元法导出的结果,文中的结果精度高且误差波动较小。其次,由于阶谱形状函数是多项式结构的,其逼近空间的性质是连续且光滑的。在处理不连续问题时,需要网格与不连续几何保持一致。为了能够使得在模拟不连续演变时无需重新划分网格来适应不连续的界面,节约计算成本,文中结合了时下处理不连续问题非常流行的扩展有限元法,在二维四边形阶谱单元中扩充了富集阶跃函数的不连续项。新的四边形阶谱单元实现了在单元内部描述不连续的界面,同时保留了p型有限元法能够通过提升插值多项式阶次提高计算精度的能力。结果表明,p型有限元法处理断裂问题时网格划分少、精度高、数值稳定性强。结合了扩展有限元法的p型有限元法在处理不连续问题时继承了两者的优点,具有很好的研究前景和应用价值。
赵建博[9]（2019）在《云杉切削过程纤维断裂模拟及其钻削加工质量预测研究》文中认为木制品广泛应用于建筑、家具等行业;木材的加工工艺受到木材的结构、力学性质等影响,为提高木材加工质量、减少其加工成本,使木材加工过程更为高效、节能,对木材的加工质量评价进行研究,具有重要意义。本文以云杉为对象,分析云杉切削断裂过程中纤维断裂形式及相应的能量消耗,推导云杉切断所需消耗能量的计算公式。建立云杉管胞的纤维结构几何模型。通过力学试验及理论计算获取云杉宏观及微观材料参数,并利用有限元模拟力学试验过程以验证云杉材料参数的有效性。通过有限元模拟分析云杉微观压缩变形和拉伸断裂过程并根据模拟结果推导云杉钻削过程的纤维断裂能耗计算公式。钻削加工具有复杂的切削过程及断裂形式,基于能量指标建立云杉钻削加工质量评价体系。利用多物理域信息融合技术的云杉智能钻削加工参数的预测优化模型,以不同加工参数下挪威云杉钻孔的圆柱度和无效厚度数据对模型进行训练,预测转速、进给速度一定状态下挪威云杉的钻削加工质量,预测结果准确度达90%以上,验证了预测优化模型的有效性。
裴鹏宇[10]（2019）在《含硬夹杂软材料二维力学失效问题研究》文中研究指明含硬质夹杂的软材料是一种常见的材料系统。通常意义而言,软材料是具有较低模量的材料,硬夹杂指弹性模量较大的非均匀相。得益于近年来软材料在诸领域的广泛应用,软材料的断裂问题再次引起人们的极大兴趣。就单一材料而言,无论是软材料还是硬材料,其断裂性能均已得到充分的关注。而软材料中含硬质夹杂（特别是尖锐形状的硬夹杂）问题尚未获得充分的认识。硬质夹杂的出现破坏了软材料的物理连续性,从辩证法的角度看,软材料中的硬质线夹杂如同硬质材料中的裂纹,是连续材料中显着的非连续相,这种显着的非连续相,破坏了原材料的物理连续性,故在夹杂附近必将引起场变量局部集中,从而可能产生界面裂纹或软材料刺破现象,界面裂纹或软材料刺破缺口的萌生和扩展,促使软硬结构系统非正常失效。硬夹杂相的引入源于两种可能因素,一是人为因素,如在水凝胶中加入纤维以增强其韧性、柔性基体中植入电子元器件以期得到具有柔性特性的电子器件。二是非人为因素,如软材料制作过程中引入的异物、异常固化区域等。在前一种情形,界面上应力传递的效率直接影响最终的材料性能,无论功能性软-硬材料系统还是结构性软-硬系统,界面特性均会直接影响材料系统的性能。在第二种情形,夹杂尖端的应力场特性决定了软-硬材料系统破坏的主导诱因,从而决定破坏模式。深入了解失效模式才能明确材料系统改进或增强的具体方向。目前,人们对软材料断裂问题的研究,主要集中在缺口撕裂问题、裂纹空腔扩展问题、界面脱粘问题等方面,对含尖锐硬质夹杂软材料的力学失效问题关注度相对不足。事实上,对于界面粘结性能充分好的软-硬系统,在夹杂与基体界面脱粘发生之前,可能发生软材料刺破现象,而目前该问题没有得到充分的研究。随着软-硬材料系统越来越广泛的使用,开展含硬质夹杂软材料力学失效问题分析越来越重要。本文针对含硬质夹杂软材料的力学失效问题进行了系统深入的研究。首先,将该问题简化为通常的夹杂问题,应用极限思想,夹杂形状由椭圆逐步退化为线夹杂（钝形→尖锐）,夹杂材料由孔洞增强到刚性材料（裂纹→刚性线）,最终形成含刚性线的软材料物理模型。就分析方法而言,综合利用理论、试验、有限元方法逐步证明基于辩证思想的预测-------软材料中的刚性线（反裂纹）是关键的力学失效诱因。在充分揭示这一重要的物理现象后,对含硬质夹杂软材料力学失效问题相关的一系列问题逐步展开了深入研究。主要研究内容为:第二章,结合理论、试验、有限元三种方法揭示了硬质夹杂特别是尖锐硬质夹杂对软硬材料系统力学失效行为的重要影响,指明了尖锐硬质夹杂问题是软材料断裂分析的重要方向。第三章,对含圆柱形夹杂的复合材料（纤维增强复合材料）的纤维拉拔过程进行了理论分析,完善了现有理论模型,在考虑全部应变分量的情形下,开发了基于能量释放率准则的纤维拉拔界面断裂模型以及纤维拉拔-卸载过程理论模型,为界面摩擦性能的评估提供了较为精确的理论工具。第四章,将刚性线的热膨胀考虑在内,建立了刚性线热弹性平面问题理论模型,利用复变函数方法获得了刚性线热弹性平面问题的显示解。分别对均匀温度变化问题和稳态热流问题进行了理论分析,讨论了软硬材料膨胀系数、热流方向、机械载荷、温度场等因数对夹杂尖端应力奇异性以及破坏模式的影响。第五章,研究了刚性线夹杂热弹性问题的基本解即Green函数问题,导出了含尖锐硬质夹杂软材料热弹平面应力问题的Green函数,这些解为进一步应用边界元法研究更为复杂的含刚性线夹杂软材料热弹性问题奠定了基础。第六章,初步探讨了含尖锐硬质夹杂软材料的黏弹性问题,得到了刚性线尖端应力强度因子随时间的变化规律。本文的主要创新结果包括:指出尖锐硬质夹杂是引起软材料力学失效的重要因素,软硬材料系统中,不仅存在界面脱粘的失效模式,也存在软材料刺破的失效模式,扩展了软材料断裂研究的内容,并通过理论、试验、有限元相结合的方法验证了这一预测的科学性;对含刚性线夹杂软材料的热弹性问题进行了系统研究,将刚性线的热变形考虑在内,完善了经典的刚性线理论模型,首次给出了考虑刚性线膨胀变形平面热弹性问题解析解;对含有刚性线夹杂的软材料进行了进一步研究,首次给出了考虑刚性线夹杂膨胀变形的热弹性问题基本解即Green函数解;对含有圆柱形夹杂的软（硬）材料进行了深入的研究,利用包含全部应变分量的纤维拉拔模型,首次给出了考虑全部应变分量的加载-卸载理论模型,为界面摩擦系数的确定提供了有效工具。
二、ASYMPTOTIC ELASTIC STRESS FIELD NEAR A BLUNT CRACK TIP IN AN ANISOTROPIC MATERIAL（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ASYMPTOTIC ELASTIC STRESS FIELD NEAR A BLUNT CRACK TIP IN AN ANISOTROPIC MATERIAL（论文提纲范文）
（1）奇异性弹性场分析的新型超级奇异单元法综述（论文提纲范文）
| 1 平面楔形角尖端奇异单元 |
| 1.1 V型角尖端奇异单元 |
| 1.2 双材料楔形角尖端奇异单元 |
| 1.3 压电复合材料奇异单元 |
| 1.4 平面夹杂角尖端奇异单元 |
| 1.5 热-机载荷下的奇异单元 |
| 1.5.1 热载荷下的等效奇异性应力场 |
| 1.5.2 热-机载荷下的超级楔形角尖端单元 |
| 1.5.3 热-机载荷下的超级夹杂角尖端单元 |
| 2 三维楔形角尖端奇异单元 |
| 2.1 包含直线角线的三维角构型奇异单元 |
| 2.2 三维曲线裂纹前沿奇异单元 |
| 2.3 三维V型缺口前沿奇异单元 |
| 2.4 三维曲线型界面角前沿奇异单元 |
| 3 结束语 |
（2）断裂力学中复变方法的应用与发展研究（1909-2019）（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 导论 |
| 1.1 历史背景及选题意义 |
| 1.1.1 断裂现象与断裂力学 |
| 1.1.2 利用复变方法表述断裂现象的力学特征 |
| 1.1.3 复变方法应用于断裂力学的重要意义和价值 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 对断裂力学理论发展历史的研究 |
| 1.2.2 对复变函数理论发展进程的研究 |
| 1.2.3 对断裂力学中复变方法的应用研究 |
| 1.3 问题的提出研究方法和思路 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 研究方法和思路 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第2章 断裂力学的形成与发展 |
| 2.1 断裂力学产生的早期准备——英格里斯解 |
| 2.2 格里菲斯与“表面能”概念的提出 |
| 2.3 奥罗万对格里菲斯理论的理解与发展 |
| 2.4 欧文以及应力强度因子 |
| 2.5 中国学者对断裂力学的形成所作的贡献 |
| 第3章 20世纪初到中叶断裂力学中复变方法的应用缘起和初步发展 |
| 3.1 复变函数理论发展概述 |
| 3.1.1 复数理论的萌芽 |
| 3.1.2 复数理论的发展 |
| 3.1.3 复变函数理论的系统化 |
| 3.2 科洛索夫所做的开创性工作及其影响 |
| 3.3 穆斯海利什维利与他的平面弹性理论经典论着 |
| 3.3.1 穆斯海利什维利的生平简介 |
| 3.3.2 穆斯海利什维利的专着《数学弹性力学的几个基本问题》 |
| 3.3.3 《数学弹性力学的几个基本问题》中的复变函数思想 |
| 第4章 20世纪中后期(1950-1990)复变方法在断裂力学中的应用情况 |
| 4.1 英格兰德对弹性力学中复变方法的总结 |
| 4.2 中国学者对复变方法的发展 |
| 第5章 20世纪90年代后复变方法在经典断裂领域的发展 |
| 5.1 断裂动力学问题的求解 |
| 5.2 在单一缺陷问题中的应用 |
| 5.3 在孔边裂纹缺陷上的应用 |
| 5.4 复合材料断裂复变方法 |
| 第6章 复变方法在新型材料断裂力学中的应用 |
| 6.1 固体准晶的发现 |
| 6.2 复变方法在固体准晶弹性中的应用 |
| 6.2.1 一维准晶弹性复变方法 |
| 6.2.2 二维准晶弹性复变方法 |
| 6.2.3 三维准晶弹性复变方法 |
| 6.3 压电准晶材料中复变方法的应用 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的学术论文目录 |
（3）V形切口热弹奇性指数与强度系数研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 切口奇异性强度研究概况 |
| 1.2.1 均质材料切口 |
| 1.2.2 复合材料切口 |
| 1.2.3 功能梯度材料切口 |
| 1.3 插值矩阵法简介 |
| 1.4 本文的研究目的、意义与内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 单材料V形切口热弹奇性特征分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平面切口热弹奇性特征方程 |
| 2.3 反平面切口奇性特征方程 |
| 2.4 数值算例与分析 |
| 2.4.1 各向同性材料平面切口 |
| 2.4.2 正交各向异性材料平面切口 |
| 2.4.3 复合材料反平面切口 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多材料V形切口热弹奇性特征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多材料切口热弹奇性特征方程 |
| 3.2.1 多材料平面切口热弹奇性分析 |
| 3.2.2 多材料反平面切口奇性分析 |
| 3.3 数值算例与分析 |
| 3.3.1 双各向同性材料切口 |
| 3.3.2 尖端终止于界面的双材料V形切口 |
| 3.3.3 三各向异性材料V形切口 |
| 3.3.4 多材料结头与锐形夹杂物 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 功能梯度材料切口热弹奇性特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 功能梯度材料平面切口奇性分析 |
| 4.3 功能梯度材料反平面切口奇性分析 |
| 4.4 数值算例与分析 |
| 4.4.1 材料属性按指数函数变化的切口 |
| 4.4.2 材料属性按幂函数变化的切口 |
| 4.4.3 材料属性按倒数函数变化的切口 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 动态V形切口热弹奇性特征分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动态V形切口热弹特征方程 |
| 5.2.1 单材料动态V形切口特征方程 |
| 5.2.2 双材料动态V形切口特征方程 |
| 5.3 数值算例与分析 |
| 5.3.1 单材料动态V形切口 |
| 5.3.2 双材料动态V形切口 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 奇异分离法确定V形切口尖端热弹奇异场 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 奇异分离弧形边界上物理量的表达 |
| 6.3 物理场渐近展开式的幅值系数计算 |
| 6.3.1 热流场级数展开式幅值系数 |
| 6.3.2 应力场级数展开式幅值系数 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 对称V形切口 |
| 6.4.2 斜切口 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 超定法计算V形切口热弹强度系数 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 热弹场渐近展开式的幅值系数计算 |
| 7.3 数值算例与分析 |
| 7.3.1 各向同性材料平面V形切口 |
| 7.3.2 正交各向异性材料V形切口 |
| 7.3.3 完全各向异性材料V形切口 |
| 7.3.4 多复合材料结头与锐形夹杂物 |
| 7.4 超定法的稳定性与收敛性分析 |
| 7.4.1 节点数以及节点与切口尖端距离对计算结果的影响 |
| 7.4.2 节点数据选择组合方式对计算结果的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（4）切口根部裂纹奇异强度分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 平面断裂力学研究 |
| 1.3 反平面断裂力学研究 |
| 1.4 板断裂力学研究 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 双材料平面切口根部裂纹应力强度因子计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双材料切口尖端裂纹应力强度因子计算 |
| 2.3 V形切口尖端裂纹应力强度因子计算 |
| 2.4 半圆形切口根部裂纹应力强度因子计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 双材料反平面切口根部裂纹应力强度因子计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双材料反平面切口奇性特征分析 |
| 3.3 双材料切口应力强度因子计算 |
| 3.4 切口尖端裂纹应力强度因子分析 |
| 3.4.1 锐形切口根部裂纹 |
| 3.4.2 半圆形切口根部裂纹 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 板切口根部裂纹应力强度因子计算 |
| 4.1 板切口奇性特征分析 |
| 4.2 板切口应力强度因子计算 |
| 4.3 板切口根部裂纹应力强度因子计算 |
| 4.3.1 V形板切口根部裂纹 |
| 4.3.2 半圆形板切口根部裂纹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 非奇异应力对裂纹疲劳扩展影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非奇异应力的计算 |
| 5.3 复合型裂纹扩展模型 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）增材制造钛合金裂纹扩展寿命研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 丝材电弧增材制造技术 |
| 1.3 疲劳寿命设计方法概述 |
| 1.4 裂纹扩展研究 |
| 1.4.1 断裂力学发展 |
| 1.4.2 裂纹扩展行为研究 |
| 1.4.3 裂纹扩展数值方法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 裂纹尖端渐进应力场 |
| 2.3 裂纹扩展判据 |
| 2.3.1 最大周向应力准则 |
| 2.3.2 最大应变能释放率准则 |
| 2.3.3 最小应变能密度准则 |
| 2.4 疲劳寿命预测方法 |
| 2.5 扩展有限单元法 |
| 2.5.1 扩展有限元原理 |
| 2.5.2 水平集法 |
| 2.5.3 相互作用积分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂纹扩展试验及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静力拉伸试验 |
| 3.2.1 试验件制备 |
| 3.2.2 试验结果及分析 |
| 3.3 断裂韧性测试 |
| 3.3.1 试验件制备 |
| 3.3.2 试验方案 |
| 3.3.3 试验结果及讨论 |
| 3.4 疲劳裂纹扩展速率试验 |
| 3.4.1 疲劳裂纹扩展基本原理 |
| 3.4.2 试验件制备 |
| 3.4.3 试验方案 |
| 3.4.4 试验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 含裂纹结构剩余强度研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含裂纹钛合金短梁三点弯试验 |
| 4.2.1 试验件及试验流程 |
| 4.2.2 试验结果 |
| 4.3 含裂纹钛合金结构剩余强度预测 |
| 4.3.1 任意角度裂纹扩展临界条件 |
| 4.3.2 含裂纹钛合金结构剩余强度预测 |
| 4.4 算例验证 |
| 4.4.1 有限大板对称中心裂纹 |
| 4.4.2 有限大板倾斜中心裂纹 |
| 4.5 三点弯曲短梁扩展有限元模型 |
| 4.5.1 三点弯短梁模型建立 |
| 4.5.2 试验仿真结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 含裂纹结构裂纹扩展寿命研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 中心孔边缘裂纹疲劳试验 |
| 5.2.1 试验件及试验流程 |
| 5.2.2 试验结果 |
| 5.3 含裂纹钛合金结构裂纹扩展寿命预测 |
| 5.3.1 任意角度裂纹扩展速率表征 |
| 5.3.2 含裂纹钛合金结构裂纹扩展寿命预测 |
| 5.4 孔边裂纹扩展有限元建模 |
| 5.4.1 双边裂纹模型 |
| 5.4.2 单边裂纹模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）切口应力及热流强度因子计算（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 边界元法简介 |
| 1.3 切口应力奇异强度研究现状 |
| 1.4 切口热流强度研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 单材料切口应力强度因子的计算 |
| 2.1 边界元法计算内点位移 |
| 2.2 单材料切口奇性指数和特征角函数计算 |
| 2.3 内点法计算切口应力强度因子 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 含对称切口试件受单向拉伸 |
| 2.4.2 含斜切口试件受单向拉伸 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 双材料切口应力强度因子的计算 |
| 3.1 多域弹性力学边界元法 |
| 3.2 双材料切口奇性指数和特征角函数计算 |
| 3.3 边界元法计算双材料切口应力强度因子 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.4.1 双材料对称切口试件 |
| 3.4.2 双材料三点弯曲试件切口 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 单材料切口热流密度强度因子计算 |
| 4.1 单材料位势边界元法 |
| 4.2 单材料切口尖端热流奇异性指数 |
| 4.3 单材料切口热流强度因子的计算 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 各向同性材料切口热流强度因子 |
| 4.4.2 正交各向异性材料切口热流强度因子 |
| 4.4.3 完全各向异性材料切口热流强度因子 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双材料切口热流强度因子计算 |
| 5.1 位势多域边界元法 |
| 5.2 双材料切口热流奇异性分析 |
| 5.3 双材料切口热流强度因子 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.4.1 各向同性材料与正交各向异性材料粘结切口 |
| 5.4.2 各向同性材料与完全各向异性材料粘结切口 |
| 5.4.3 正交各向异性材料与正交各向异性材料粘结切口 |
| 5.4.4 正交各向异性材料与完全各向异性材料粘结切口 |
| 5.4.5 完全各向异性材料与完全各向异性材料粘结切口 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）弹塑性V形切口应力场和裂纹破坏路径的子域扩展边界元法分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维线弹性V形切口/裂纹应力场的研究现状 |
| 1.3 裂纹扩展研究现状 |
| 1.4 二维弹塑性V形切口/裂纹应力场的研究现状 |
| 1.5 三维线弹性V形切口/裂纹应力场的研究现状 |
| 1.6 本文的研究目的、意义和内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究意义 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 第二章 单相材料切口/裂纹结构位移和应力场的扩展边界元法分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 线弹性平面V形切口/裂纹尖端附近应力场特征分析 |
| 2.3 扩展边界元法分析平面V形切口/裂纹尖端附近应力场 |
| 2.4 单相材料V形切口/裂纹的算例 |
| 2.4.1 对称V形切口受单向拉伸作用 |
| 2.4.2 对称十字板受拉伸作用 |
| 2.4.3 复合型裂纹受拉伸和剪切作用 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 两相材料切口/裂纹结构应力场的子域扩展边界元法分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 两相材料平面V形切口/裂纹应力奇性指数分析 |
| 3.3 子域扩展边界元法分析平面V形切口/裂纹尖端附近应力场 |
| 3.4 双相材料V形切口/裂纹的算例 |
| 3.4.1 两相材料含对称V形切口单向受拉 |
| 3.4.2 两相材料裂纹单向受拉和受剪 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 子域扩展边界元法分析多裂纹扩展 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 线弹性平面多裂纹尖端附近应力奇异性分析 |
| 4.3 子域XBEM分析平面裂纹尖端附近应力和位移场 |
| 4.4 子域XBEM分析多裂纹扩展过程 |
| 4.5 裂纹扩展问题算例 |
| 4.5.1 含边缘直裂纹结构受集中力 |
| 4.5.2 含边缘斜裂纹结构单向受拉和受剪 |
| 4.5.3 含边缘斜裂纹结构单向受拉 |
| 4.6 结论 |
| 第五章 平面V形切口/裂纹尖端弹塑性应力场分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弹塑性平面V形切口/裂纹尖端附近应力奇异性分析 |
| 5.3 平面V形切口/裂纹尖端附近塑性应力场 |
| 5.4 平面V形切口/裂纹结构的弹塑性完整应力场的扩展边界元分析 |
| 5.5 弹塑性平面V形切口/裂纹问题的算例 |
| 5.5.1 含边缘直裂纹结构单向受拉 |
| 5.5.2 含边缘直裂纹结构受拉伸和剪力复合型载荷 |
| 5.5.3 含对称V形切口单向受拉 |
| 5.6 结论 |
| 第六章 三维线弹性V形切口/裂纹结构的扩展边界元法分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 弹性三维V形切口/裂纹尖端附近应力奇异性分析 |
| 6.3 扩展边界元法分析三维V形切口/裂纹尖端附近应力场 |
| 6.4 三维V形切口/裂纹问题的算例 |
| 6.4.1 含V形切口的长方形柱体 |
| 6.4.2 含裂纹的长方形柱体单向受拉和受剪 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
（8）高阶/扩展有限元法在二维断裂问题中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 p型有限元法在断裂力学中的应用与研究 |
| 1.2.2 高阶XFEM有限元的发展 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第二章 p型、h-p型有限元法 |
| 2.1 p型、h-p型有限元法 |
| 2.1.1 理论发展 |
| 2.1.2 p型、h-p型有限元实现 |
| 2.1.3 p型、h-p型有限元法的应用 |
| 2.2 弹性力学的基本公式 |
| 2.3 有限元空间 |
| 2.3.1 二维标准单元 |
| 2.3.2 标准多项式空间 |
| 2.3.3 形状函数 |
| 2.3.4 二维映射函数 |
| 第三章 扩展有限元法 |
| 3.1 扩展有限元法 |
| 3.1.1 前言 |
| 3.1.2 扩展有限元法发展及应用 |
| 3.2 不连续体的控制方程 |
| 3.2.1 不连续问题的散度定理 |
| 3.2.2 控制方程的弱形式 |
| 3.3 控制方程的XFEM离散 |
| 3.3.1 扩充项 |
| 3.3.2 离散方程 |
| 3.3.3 界面的描述 |
| 3.3.4 积分 |
| 第四章 数值算例 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 围线积分法 |
| 4.2.1 导出应力强度因子 |
| 4.2.2 围线积分法 |
| 4.3 p型有限元法求解复合型应力强度因子 |
| 4.3.1 边缘裂纹 |
| 4.3.2 中心斜裂纹 |
| 4.3.3 接近圆孔的裂纹 |
| 4.4 高阶扩展有限元法求解应力强度因子 |
| 4.4.1 形状函数的构造 |
| 4.4.2 阶谱型XFEM的数值实现 |
| 4.4.3 算例 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 扩充阶跃函数富集项的二维阶谱单元代码 |
| 附录 B 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 附录 C 攻读学位期间参与的科研项目 |
（9）云杉切削过程纤维断裂模拟及其钻削加工质量预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 木材断裂及钻削加工国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 木材断裂及钻削加工质量国外研究现状 |
| 1.2.2 木材断裂及钻削加工预测国内研究现状 |
| 1.3 研究主要内容 |
| 2 云杉切削纤维断裂机理与能耗分析 |
| 2.1 云杉切削过程分析 |
| 2.2 云杉断裂过程分析 |
| 2.3 云杉切削纤维断裂过程能耗分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 云杉微观几何模型建立及有限元模拟参数确定 |
| 3.1 云杉弯曲力学试验 |
| 3.2 云杉的微观几何模型建立 |
| 3.3 云杉的有限元模拟参数确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于有限元模拟的云杉纤维断裂能耗分析 |
| 4.1 基于弯曲试验的云杉有限元模拟参数有效性验证 |
| 4.1.1 云杉宏观弯曲试验有限元模拟的前处理过程 |
| 4.1.2 云杉宏观弯曲试验有限元分析结果 |
| 4.2 基于压缩变形及断裂过程的云杉纤维断裂有限元模拟 |
| 4.2.1 云杉微观压缩变形及断裂过程有限元模拟的前处理过程 |
| 4.2.2 云杉微观压缩变形及断裂过程有限元分析结果 |
| 4.3 基于钻削的云杉纤维断裂能耗分析实例 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 云杉的钻削加工质量评价及预测 |
| 5.1 云杉智能钻削加工过程的参数建模 |
| 5.1.1 云杉钻削加工复杂性分析及加工质量评价方案 |
| 5.1.2 基于多物理域的云杉钻削测试信息融合 |
| 5.2 云杉钻削加工质量测定试验 |
| 5.3 基于多物理域融合的云杉钻削质量预测 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）含硬夹杂软材料二维力学失效问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 含硬夹杂软材料 |
| 1.2 软材料含硬夹杂力学失效问题研究现状 |
| 1.2.1 软材料失效问题 |
| 1.2.2 软材料含一般夹杂失效问题 |
| 1.2.3 软材料含刚性线夹杂失效问题 |
| 1.2.4 软材料含纤维拉拔问题 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 软材料含椭圆夹杂问题 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 线弹性理论模型及分析 |
| 2.2.1 弹性模量比对应力集中系数的影响 |
| 2.2.2 泊松比、椭圆尖锐程度对应力集中系数的影响 |
| 2.2.3 尖端奇异性及失效模式 |
| 2.3 有限元方法模型及大变形效应分析 |
| 2.4 试验分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 软材料含纤维夹杂拉拔问题 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.2.1 脱粘和卸载过程 |
| 3.2.2 卸载过程的摩擦滑动 |
| 3.3 数值算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热载荷条件下软材料内含夹杂问题 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软材料含刚性线夹杂热应力问题 |
| 4.2.1 基于线性弹性的势函数 |
| 4.2.2 热应力对失效模式的影响 |
| 4.2.3 热载荷和机械载荷共同作用下的界面应力 |
| 4.2.4 软材料大变形效应对理论预测的影响 |
| 4.3 软材料含共线刚性线夹杂热应力问题 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于线弹性力学的复势函数 |
| 4.4 软材料含刚性线夹杂稳态热流问题 |
| 4.4.1 理论模型描述 |
| 4.4.2 基于线弹性力学的复势函数 |
| 4.4.3 失效模式识别 |
| 4.5 本章结论 |
| 第五章 软材料含刚性线夹杂Green函数 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 基本方程 |
| 5.4 基本解和分析 |
| 5.5 数值算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 软材料含夹杂的黏弹性问题 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基本方程和“对应原理”简介 |
| 6.3 含一刚性线夹杂软材料单向拉伸作用下的黏弹性问题 |
| 6.4 含共线刚性夹杂软材料单向拉伸作用下的粘弹性问题 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、ASYMPTOTIC ELASTIC STRESS FIELD NEAR A BLUNT CRACK TIP IN AN ANISOTROPIC MATERIAL（论文参考文献）
- [1]奇异性弹性场分析的新型超级奇异单元法综述[J]. 王从曼,平学成,王醒醒,陈梦成. 华东交通大学学报, 2021(04)
- [2]断裂力学中复变方法的应用与发展研究（1909-2019）[D]. 皮建东. 内蒙古师范大学, 2020(02)
- [3]V形切口热弹奇性指数与强度系数研究[D]. 姚善龙. 合肥工业大学, 2020
- [4]切口根部裂纹奇异强度分析[D]. 高邹运. 合肥工业大学, 2020(02)
- [5]增材制造钛合金裂纹扩展寿命研究[D]. 刘访. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]切口应力及热流强度因子计算[D]. 潘东. 合肥工业大学, 2020(02)
- [7]弹塑性V形切口应力场和裂纹破坏路径的子域扩展边界元法分析[D]. 李聪. 合肥工业大学, 2019(01)
- [8]高阶/扩展有限元法在二维断裂问题中的应用研究[D]. 陆洋春. 昆明理工大学, 2019(04)
- [9]云杉切削过程纤维断裂模拟及其钻削加工质量预测研究[D]. 赵建博. 东北林业大学, 2019
- [10]含硬夹杂软材料二维力学失效问题研究[D]. 裴鹏宇. 南京航空航天大学, 2019(01)