二維界面端應(yīng)力奇異性及界面裂紋分析.pdf

1、本文首先基于界面力學的基本知識，采用求解平面界面端應(yīng)力奇異性的理論方法，研究了界面端形狀對應(yīng)力奇異性指數(shù)的影響。然后，采用大型通用有限元軟件ANSYS求解界面端應(yīng)力奇異性指數(shù)，并討論界面材料匹配組合、界面端幾何形狀和界面端處圓弧過渡等因素對界面端奇異性的影響，利用數(shù)值模擬計算了界面裂紋問題中的應(yīng)力強度因子，討論了裂紋長度，界面材料匹配組合對應(yīng)力強度因子的影響。
　　研究表明，界面端的應(yīng)力奇異性主要有以下四種情況:無奇異性、單一應(yīng)力

2、奇異性、二重實數(shù)應(yīng)力奇異性、二重振蕩應(yīng)力奇異性。隨著結(jié)合角的增加，這四種情況依次出現(xiàn)，應(yīng)力奇異性逐漸增強。通過數(shù)值解與理論解的比較發(fā)現(xiàn)，本文采用的數(shù)值方法能滿足精度要求。當泊松比相同時，兩種材料的彈性模量比相差越大，奇異性越嚴重。材料的彈性模量比例不變時，泊松比的變化會引起奇異性的變化。隨著結(jié)合角的增加，應(yīng)力奇異性逐漸增強。通過在界面端加圓弧過渡發(fā)現(xiàn)，有圓弧過渡的情況明顯的減弱了界面端處的應(yīng)力奇異性，并且過渡半徑越大，界面端處應(yīng)力值越小