一、双材料界面端附近奇异应力场消除几何条件研究（论文文献综述）
李欢[1]（2021）在《扩展Voronoi单元有限元法的理论及应用研究》文中指出材料的断裂是航空、汽车、军事、核能和电子等工程实际领域中相当普遍的现象,研究材料中裂纹在外部载荷作用下的扩展规律,对材料的安全评估和新材料的设计具有重要的意义。采用数值模拟的手段研究裂纹扩展问题一直是力学和材料学科的一个研究热点。如何能正确模拟真实材料的大规模裂纹扩展也一直是该领域的前沿课题之一,对现代工业的发展具有重要的意义。随着计算机技术的发展,各种计算力学方法应运而生,特别是Voronoi单元有限元法,已成为研究包含异质性比如颗粒、孔洞的材料的力学性能的一种有效的方法。然而,传统Voronoi单元有限元法难以解决大规模裂纹扩展贯通全过程的模拟。为了有效地模拟材料的裂纹扩展全过程,本文提出了一种裂纹扩展演化分析的扩展Voronoi单元有限元法（X-VCFEM）,用于模拟均质材料和颗粒增强复合材料大规模裂纹的扩展、相交和贯穿全过程。为研究材料的裂纹演化过程提供了一种新的手段和方法。主要研究内容包括:（1）提出能够反映裂纹表面零面力的修正余能泛函,推导了考虑中心裂纹和边裂纹的新的扩展Voronoi单元有限元格式,开发了一种包含该单元的用于模拟含裂纹的均质材料多条裂纹损伤演化的扩展Voronoi单元有限元法。为了更精确地捕捉裂纹尖端的应力奇异,将奇异应力场解析函数引入单元公式中。单元应力场函数包括两部分:多项式应力函数和奇异应力场函数,前者用于刻画远场应力,后者用于捕捉裂尖的奇异性。开发相应的Fortran程序实现了该单元的求解,得到了含裂纹的均质材料的应力场,基于该应力场,裂尖应力强度因子利用最小二乘法求解,应力场分布和裂纹尖端应力强度因子与商业有限元软件ABAQUS的细网格模型的计算结果比较,结果相吻合,验证了提出的含裂纹的扩展Voronoi单元的有效性,在相同的计算精度下,本方法单元划分简单,计算速度快,显示了处理真实材料裂纹问题的优越性;（2）构建了一种网格重划分算法,裂纹行进过程中,上一增量步裂尖节点被一个节点对所替代,裂纹扩展的方向通过最大能量释放率准则确定。对裂纹扩展过程中网格重划分后的单元的积分区域的划分进行了改进,编制了实现完整的网格重划分算法的Fortran程序,利用程序模拟了含大量裂纹的均质材料的裂纹扩展、相交和贯穿全过程;（3）提出能够反映粘接界面面力连续条件和界面裂纹、基体裂纹表面零界面力的修正余能泛函,推导了能够同时反映界面裂纹和基体裂纹的新的扩展Voronoi单元有限元格式。开发了一种包含该单元的用于模拟颗粒增强复合材料界面裂纹和基体裂纹损伤演化的扩展Voronoi单元有限元法。裂尖附近的奇异应力场解析函数被引入假设应力杂交公式中,对基体裂纹裂尖应力集中进行了精确描述。单元应力场函数包括三部分:多项式应力函数、互作用应力函数和奇异应力场解析函数。其中,多项式应力函数用于刻画远场应力,互作用应力函数用于反映界面形状对应力场的影响,奇异应力场解析函数用于捕捉裂尖的奇异性。开发了相应的Fortran程序实现了该单元的求解,得到了含裂纹的颗粒增强复合材料的应力场,基于该应力场,基体裂纹尖端的应力强度因子利用最小二乘法求解,应力场分布和裂纹尖端应力强度因子与商业有限元软件ABAQUS细网格的模型的计算结果比较,结果一致,验证了提出的包含夹杂、基体-夹杂界面裂纹和基体裂纹的扩展Voronoi单元的有效性;（4）构建了一种全新的网格重划分算法,用来实现模拟颗粒增强复合材料界面裂纹的萌生和扩展,以及界面裂纹转化为基体裂纹,基体裂纹进一步扩展贯穿的全过程。对扩展过程中网格重划分后的单元积分区域进行了改进。引入了一系列临界径向应力和临界周向应力的法则,用来预测界面裂纹沿界面扩展或进入基体,引入最大能量释放率准则准确预测基体裂纹扩展的方向。开发了相应的Fortran程序实现了以上网格重划分算法和裂纹扩展准则,模拟了含大量随机分布夹杂的颗粒增强复合材料的界面裂纹萌生、扩展,界面裂纹转化为基体裂纹,基体裂纹进一步扩展到单元边界,进入相邻单元的全过程。分析了界面裂纹与基体裂纹的相互作用以及颗粒增强复合材料的破坏机理。本论文提出了一种扩展的Voronoi单元有限元法,研究了均质材料和颗粒增强复合材料的力学特性和裂纹演化过程,提出了相应的计算技术,分析和探讨了材料裂纹扩展机理。
姚善龙[2]（2020）在《V形切口热弹奇性指数与强度系数研究》文中进行了进一步梳理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。
李聪[3]（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。
徐旺[4]（2019）在《含界面V型切口结构断裂的辛离散有限元方法》文中指出随着我国综合国力的不断提升,中国制造业正在逐步迈向世界前列。“十三五”规划明确指出,我国将在现阶段实施高端装备创新发展工程,加快建设制造强国。在高端装备制造过程中,将不可避免的涉及大量的复杂结构和材料,如海洋工程装备中的复杂板架结构、智能制造装备中电磁弹性复合材料。由于材料和结构在界面处的不连续性,在设备制造或使用过程中会在界面处产生裂纹,并逐步演化为V型切口。因此,研究含V型切口的材料和结构,提高装备的抗断裂性能,具有重要的实际意义。此外,不同于传统的界面裂纹问题（缺陷的角度固定为零度）,切口尖端处的应力奇异性和应力场分布与切口的几何参数高度相关。现有文献尚未对有限尺寸的含界面V型切口结构的断裂问题提出有效分析方法。因此,提出一种适用于该类含V型切口材料和结构断裂分析的理论方法并发展相关理论,具有重要的理论意义。综上所述,本文针对含界面V型切口的多材料受弯板结构和承受反平面载荷的双材料压电及电磁材料结构,提出了一种能够有效分析和评估其断裂行为的辛离散有限元方法,该方法可以精确计算表征V型切口尖端应力场奇异性的断裂参数,并直接获得切口尖端附近的物理场解析表达式。本文的主要研究工作如下:（1）建立了含V型切口多材料板结构弯曲断裂分析的哈密顿求解体系,获得了该问题的解析解。通过与有限元方法相结合,进一步提出一种针对含界面V型切口的板结构弯曲断裂分析的辛离散有限元方法,直接获得切口的断裂参数以及尖端附近的奇异物理场解析表达式。研究工作从板弯曲断裂问题的基本方程出发,通过引入对偶变量和哈密顿变分原理推导出原问题在哈密顿体系下的对偶控制方程。从而将问题转化为辛空间下的本征值和本征解问题,并通过分离变量法直接获得以辛本征解级数展开形式表示的基本未知量的通解形式。其次,根据相邻材料区域的界面连接条件和坐标转换关系,建立各材料区域未知量解中待定系数在整体坐标系中的关系,并结合切口面的自由边界条件获得辛本征值和本征解,进而获得多材料板弯曲问题物理场的解析解。再次,将整体结构采用Kirchhoff理论单元进行离散,并将含V型切口的多材料板结构划分为两类区域,即包含切口尖端的近场和远离切口尖端的远场。在近场内,以获得切口尖端解析表达式作为全局插值函数,将近场内的大量节点未知量转换为少量的辛本征解系数。同时,保持远场内节点未知量不变。由此获得适用于含V型切口多材料板断裂分析的辛离散有限元方法列式。最后,结合具体外边界条件可以直接获得该类有限尺寸结构中V型切口的断裂参数以及切口尖端附近的奇异物理场解析表达式。研究结果表明,表征应力奇异性的本征解项数与材料单元数量、材料参数比和结构几何形状相关;模较小的前两项本征值存在两种形式:（ⅰ）两个不同的实数本征值和（ⅱ）一对共辄复数本征值;在该类多材料板结构中,靠近切口延伸方向的界面更容易发生张开型断裂,远离切口延伸方向的界面更容易发生滑开型断裂。（2）建立了含界面V型切口的双压电/电磁材料结构在反平面荷载作用下的断裂问题哈密顿求解体系,将进一步获得了适用于该类材料断裂参数计算的辛离散有限元方法。与传统弹性材料不同,压电/电磁材料均为多场耦合材料,无法利用弹性问题中获得基本变量建立哈密顿体系。为解决该问题,研究工作首先利用勒让德变换获得压电/电磁材料断裂问题中的基本未知量,证明垂直面内方向位移与广义剪力、电势与广义电位移、磁势与广义磁感应强度互为对偶变量。利用获得的基本变量和该问题的拉格朗日函数推导出相应的哈密顿函数,进而获得该问题在哈密顿体系下的控制方程。其次,根据材料间的界面连接条件和切口面的自由边界条件,推导了含界面V型切口的双压电/电磁材料结构的辛本征值和本征解,并获得由本征解展开形式表示的解析解。再次,推导压电和电磁材料反平面断裂分析的有限元列式,并对整体结构进行网格划分及区域划分（近场和远场）。在近场内,将节点坐标代入位移、电势和磁势的解析解,建立近场节点未知量与辛解析系列系数的关系,从而构造出适用于含V型切口双压电/电磁材料断裂分析的辛离散有限元方法列式。最后,结合结构的外边界条件获得V型切口的弹性场、电场和磁场断裂参数,以及切口尖端附近的奇异应力场和电磁场。数值算例表明,切口尖端的应力奇异性阶数与材料的属性无关,与切口的角度成反比,断裂参数随切口的长度和角度增大而增大。对于压电材料结构,结构对称性越高,应力强度因子和能量释放率越大,电位移强度因子越小。而电磁材料结构对称性越高,应力强度因子、电位移强度因子和能量释放率越大,磁感应强度因子越小。
宋深圳[5]（2019）在《应力强度因子型界面裂缝扩展准则及其在大坝断裂分析中的应用》文中研究说明混凝土重力坝广泛应用于防汛灌溉,水利发电等领域。实际工程中,大坝坝踵与基岩处常常由于界面处应力集中以及外荷载等因素产生微裂缝,而坝踵与基岩处的微裂缝在外荷载作用下不断发展变大,形成影响混凝土重力坝安全运行的宏观裂缝。界面微裂缝的不断贯通将有可能导致混凝土重力坝失效破坏,并造成严重的人员财产损失。因此,研究混凝土岩石界面处裂缝的断裂特性并预测裂缝扩展轨迹具有十分重要的现实意义。学术界为此进行了大量的试验及数值研究,并提出了相应地界面裂缝扩展准则。本文为了进一步验证Dong等提出的混凝土岩石界面裂缝扩展准则,进行了如下所列工作:（1）不同种类的混凝土岩石界面三点弯曲梁试验研究本文选取了花岗岩、砂岩两种不同种类的岩石以及C30、C50两种不同强度的混凝土,将它们互相组合成C30-砂岩复合试件,C50-砂岩复合试件以及C50-花岗岩复合试件。首先,进行单一均质材料花岗岩、砂岩、C30以及C50试件三点弯断裂试验,接着进行以上三种混凝土岩石复合试件试验,通过试验直接获得了试件的起裂荷载、峰值荷载以及记录了完整的荷载-加载点位移曲线（P-δ）与荷载-裂缝口张开位移曲线（P-CMOD）;将试验获得的试件起裂荷载代入到有限元程序中进行计算获得了试验试件的Ⅰ型和II型起裂断裂韧度K1ini和K2ini,根据P-δ曲线计算获得了试件的断裂能。分析研究了界面两侧材料对混凝土岩石界面抗拉强度、起裂断裂韧度和断裂能的影响,结果表明界面两侧材料的性质会影响混凝土岩石界面的断裂特性。其中,混凝土强度越高界面的结合强度也相应提高。（2）不同种类的混凝土岩石界面四点剪切梁试验研究本文对上述C30-砂岩、C50-砂岩以及C50-花岗岩三种混凝土岩石复合梁进行四点剪切梁实验,并通过改变岩石长度的方式获得四点剪切梁试验条件下不同的界面裂缝模态比。根据实验结果,利用不同界面裂缝模态比下混凝土岩石界面起裂断裂韧度拟合出归一化的界面裂缝起裂方程,并与Dong等提出的混凝土岩石界面裂缝扩展准则进行对比分析。同时,将Dong等提出的界面裂缝扩展准则预测结果与试验结果进行对比验证。结果表明:混凝土岩石界面在不同模态比下Ⅰ型和Ⅱ界面起裂断裂韧度基本沿着长轴与短轴比为1.6的椭圆曲线分布,并且实际试验获得的混凝土岩石界面裂缝扩展破坏模式与准则预测结果一致。（3）混凝土岩石试件试验数值计算利用虚拟裂缝模型,结合裂缝尖端断裂过程区施加的粘聚力对缝尖应力场的影响,将界面裂缝起裂方程转换为界面裂缝扩展准则。通过将界面裂缝扩展准则和最大周向应力准则相互结合可以预测界面裂缝可能存在的扩展路径。以界面裂缝扩展准则和最大周向应力准则为判据,利用ANSYS有限元软件建立了一种可以模拟混凝土岩石界面裂缝断裂全过程的数值计算方法,且利用该数值方法得到的荷载-裂缝口张开位移（P-CMOD）曲线和界面裂缝扩展路径与实际试验获得的结果有良好的吻合度。（4）混凝土重力坝数值计算本文以实际工程结构经典案例中的一座混凝土重力坝为例进行了数值计算分析。首先,研究了混凝土重力坝自重,静水压力以及扬压力三种荷载作用单独作用下坝踵与基岩界面裂缝应力强度因子的变化趋势。并对水位、初始裂缝长度以及裂缝扩展长度对重力坝界面裂缝断裂特性的影响进行分析研究。接着,用数值计算方法对不同起裂断裂韧度参数下大坝界面裂缝断裂全过程进行模拟,得到了三种典型的界面裂缝扩展破坏模式,并分析对比了线弹性断裂力学（LEFM）和非线弹性断裂力学（NLEFM）两种理论对大坝承载能力及界面裂缝扩展模式的影响。最后,选取了现有的两种界面裂缝扩展准则在大坝上的应用进行了分析并与本文界面裂缝扩展准则结果进行对比。结果显示本文所用界面裂缝扩展准则对准脆性材料构成的界面断裂性能的评价更为简便合理,仅仅通过材料的起裂断裂韧度便可对混凝土岩石界面结果的承载力及裂缝扩展模式进行预估判断。
任大龙[6]（2018）在《GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂力学性能研究》文中研究表明作为一种新型的桥面铺装体系,GFRP板-沥青混合料体系具有结合材料的典型特点,粘结界面的性能对于桥面铺装结构的强度和使用寿命具有决定性影响。由于界面裂纹尖端具有应力奇异性和振荡奇异性,均质材料断裂力学应力强度因子理论,不适用于GFRP板-沥青混合料界面应力强度因子计算。本文基于界面断裂力学的理论,得到了GFRP板-沥青混合料粘结界面应力强度因子的数值计算方法,采用理论分析和试验研究相结合的方法,以应力强度因子为评价指标,建立起含预制裂纹的GFRP板-沥青混合料粘结界面的强度准则,进行了控制参数对GFRP板-沥青混合料疲劳寿命影响的试验研究。研究内容包括以下几个方面:（1）界面应力强度因子的数值计算GFRP板-沥青混合料在界面裂纹尖端附近同时具有1 r的应力奇异性和ε的应力振荡奇异性,均质材料断裂力学中的裂尖奇异单元、应力强度因子理论无法直接用于界面应力强度因子计算和强度评价。以界面裂纹张开位移和裂尖节点应力为基本量,在正交各向异性材料界面应力强度因子的基础上,得出了正交各向同性材料-正交各向异性材料的双材料界面应力强度因子的数值计算方法。（2）GFRP板-沥青混合料巴西盘试件的参数分析作为GFRP板-沥青混合料界面强度的评价参数,界面应力强度因子是在试件有限元数值计算和试验研究数据的基础上得到的,需要确保有限元数值计算方法和试验方案的合理可行。本文在GFRP板-沥青混合料巴西盘试件有限元模拟计算的基础上,讨论了裂尖单元类型、单元尺寸等模型参数对裂尖应力场、位移场和界面应力强度因子的影响,确定了合理的有限元数值模拟方法。讨论了巴西盘试件半径、界面裂纹宽度等试件参数对界面应力强度因子的影响,通过界面应力强度因子的无量纲化处理,得到合理的巴西盘试件构造尺寸,为巴西盘界面强度评价的有限元模拟和试验研究奠定基础。（3）拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面力学性能分析以含有中心预制界面裂纹的巴西盘试件为研究对象,在25°-90°范围内改变加载角设置9个加载工况,完成81个拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料试件力学性能的破坏试验,同时对试验进行了有限元模拟和分析,根据试验数据计算了GFRP板-沥青混合料双材料界面临界应力强度因子,分析了试验现象,揭示了破坏机理,建立了拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结强度的椭圆评价准则。（4）压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面力学性能分析在25°-50°范围内改变加载角设置6个加载工况,完成54个压剪受力状态GFRP板-沥青混合料试件力学性能的破坏试验,根据试验数据计算了GFRP板-沥青混合料界面临界应力强度因子,揭示了巴西盘试件的破坏机理,并建立了压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结强度的Kθmax≤Kc评价准则。（5）GFRP板-沥青混合料界面疲劳性能研究以GFRP板-沥青混合料复合梁为试验对象,进行了无界面裂纹复合梁SBI和含有界面预制裂纹复合梁SBII的三点弯曲破坏试验,得到了试验梁的破坏形态、破坏荷载等试验数据。在静载试验基础上,确定了疲劳试验加载频率、应力水平、加载模式等试验参数,进行了SBI型和SBII复合梁的疲劳试验。分析了疲劳试验应力比和试验应力水平等控制参数对试件疲劳寿命的影响,对比研究了SBI型和SBII复合梁在相同试验条件下的疲劳寿命。
曹世豪,李佳莉,康维新,刘学毅[7]（2018）在《混凝土-CA砂浆复合试件界面端奇异应力场消除方法研究》文中研究表明为研究混凝土-CA砂浆双材料界面端的应力场奇异性,建立混凝土-CA砂浆双材料复合试件轴拉计算模型,并对界面拉应力分布进行分析。基于Bogy特征方程,提出消除混凝土-CA砂浆复合试件界面端奇异性的方法。研究结果表明:混凝土与CA砂浆界面端附近存在应力奇异现象,该应力奇异现象使得界面端点处的应力明显增加。当结合角组合θ1=θ2≤72°时,混凝土-CA砂浆界面端的应力奇异性消失,此时应力场为一定值。研究成果可为精确的双材料界面黏结强度试验提供理论依据。
解胜[8]（2017）在《双材料管类零件界面端应力奇异性研究》文中研究指明双材料管类零件是一种具有优良综合性能的高效管件,被广泛应用于电子、电器、机械和生活用具等领域。由于界面端两侧材料的物性不连续,双材料圆管承受载荷时,其界面端可能存在应力奇异性,容易在界面端形成严重的应力集中,从而引起界面裂纹或脱粘,进一步导致双材料圆管的破环。本文利用有限元分析平面双材料圆环界面的应力分布情况,探索平面双材料圆环结构产生的界面端应力奇异性现象。基于多重应力奇异性数值分析方法,结合有限元分析,总结提出平面双材料圆环界面应力奇异性特征值的计算方法。在此基础上,提出分析计算双材料圆管界面端奇异应力场的一般性方法。通过分析不同材料组合双材料圆管的?-?图,得出双材料圆管的材料组合应满足的配对条件,以达到减小或消除应力奇异性的目的。通过实验研究,测量分析双材料圆管界面端的应力场,分别与理论分析结果和有限元仿真模拟相对比,结果表明,实验所得结论与两者均相符合,进一步验证了本文提出的理论方法的合理性与可行性。通过本文研究,为解决双材料圆管界面端应力奇异性问题提供理论和实验方法,并进一步为典型的双材料圆环结构在工业上的应用提供了理论依据。
杨军辉[9]（2016）在《界面断裂分析的“加料”有限元方法》文中认为论文主要针对固体火箭存在的发动机药柱脱粘、界面端应力集中、防护涂层开裂、划伤等界面断裂及其结构完整性评估问题,直接在有限元位移插值模式中增加以广义应力强度因子为基本未知量的基底函数,构造出所谓的“加料”有限单元,开展了弹性、粘弹性界面断裂“加料”有限元理论和断裂参量计算方法的研究。主要研究内容如下:为了获取构造界面断裂问题“加料”单元位移模式所需的渐近位移场,采用Williams本征函数展开法,对裂尖在界面上的斜裂纹、垂直界面裂纹和界面V型切口等典型界面断裂问题奇异场进行了研究,在特征值和特征矩阵的基础上,通过线性变换和广义应力强度因子的定义将渐近位移场统一表示为矩阵向量乘积形式,避免了繁冗的公式推导,为构造界面断裂“加料”单元奠定了基础。建立了二维弹性、粘弹性界面裂纹“加料”有限元方法。在弹性界面裂纹渐近位移场的基础上,利用弹性-粘弹性对应原理和准静态Laplace逆变换方法,获得了粘弹性界面裂纹渐近位移场。将渐近位移场加入到常规等参元中,构造了二维弹性、粘弹性界面裂纹“加料”单元。基于积分型粘弹性本构方程,推导了二维粘弹性界面裂纹“加料”单元增量型平衡方程,计算了典型弹性及粘弹性界面裂纹平面问题的应力强度因子和应变能释放率。建立了二维弹性垂直界面裂纹“加料”有限元方法。应用界面断裂奇异场分析得到的垂直界面裂纹尖端渐近位移场,将该位移场加入常规单元位移模式中,构造了垂直界面裂纹“加料”单元位移模式,用数值方法计算位移场角函数导数,给出“加料”有限元方程。建立了典型垂直界面裂纹平面问题的“加料”有限元模型,求解“加料”有限元方程直接得到应力强度因子。建立了二维、三维双弹性材料界面V型切口“加料”有限元方法。构造了二维、三维双材料界面V型切口“加料”单元位移模式,形成“加料”有限元方程,分别建立了特征值为实数和复数条件下的界面V型切口平面问题“加料”有限元模型以及三维界面V型切口问题“加料”有限元模型,计算了切口前缘应力强度因子,对影响应力强度因子计算精度的因素进行了分析。建立了三维弹性、粘弹性界面裂纹“加料”有限元方法。应用弹性、粘弹性界面裂纹平面和反平面问题渐近位移场基本解,得到了三维弹性、粘弹性界面裂纹前缘局部渐近位移场,给出了渐近位移场从局部柱坐标系到总体坐标系的转换方法,将其加入到八节点六面体等参元位移模式中,分别构造了三维弹性、粘弹性界面裂纹“加料”单元,推导了三维粘弹性界面裂纹增量型“加料”有限元列式和裂纹前缘应变能释放率计算公式。最后,针对固体火箭界面断裂典型问题,用界面断裂分析的“加料”有限元方法进行了初步探索研究,建立了固体火箭发动机装药界面脱粘、含垂直界面裂纹的热障涂层结构和搭接板界面断裂问题的“加料”有限元模型,并对计算结果进行了分析,为界面断裂分析的“加料”有限元方法工程应用提供一定的参考。总之,本文在弹性、粘弹性界面断裂“加料”有限元理论、方法和应用上取得了一定的进展,所提出的理论方法和相关结论可为固体火箭结构结构完整性评价提供支持和参考。
王玉奇[10]（2016）在《铝合金单搭粘接接头界面端奇异性及强度研究》文中进行了进一步梳理随着轻量化设计的发展,铝合金、镁合金和碳纤维复合材料得到了广泛的应用,传统的机械连接方法在应用时会产生应力集中、材料局部变形（化学、物理）等问题。高分子材料结构粘接剂的诞生,为独特的连接技术-粘接带来了新的活力,在实际工程应用中结合使用粘接,可以弥补以上缺陷,同时凭借其他优点,粘接剂的应用范围也在不断扩大。因此,了解并掌握粘接接头的力学性能,对接头强度的分析、预测以及延长使用寿命有着重要的意义。粘接接头的强度受多种因素的影响,但是,无论是静载荷失效还是疲劳载荷失效,它们往往都始于界面端点处。针对以上问题,本文选取轻量化设计里常用5XXX系铝合金中的5052铝合金作为被粘物,以5052铝合金单搭粘接接头为研究对象,首先,基于数字图像相关法获得了接头界面端点处的应变分布；然后,结合奇异性理论和有限元理论对接头界面端点处进行了奇异性分析及强度预测,并进行了试验验证；同时,研究了不同疲劳循环周次对接头刚度和残余强度的影响,获得了接头的疲劳强度、残余强度和界面端的疲劳失效信息；在此基础上,基于Goland-Reissner（G-R）一维梁理论模型,提出可以提高接头静强度、疲劳强度以及降低界面端点处应力强度因子的单搭粘接加强板接头,具体的研究内容如下：1.基于数字图像相关法的接头界面端变形分析基于数字图像相关法,对5052铝合金单搭粘接接头的拉伸-剪切过程进行了变形分析（包括弹性阶段、塑性阶段和临近断裂状态）,对于拉伸-剪切加载过程中的试件,界面端点处应变突出,存在明显的应变集中、应力集中现象。界面上的应变呈“高-低-高’的非对称分布,临近固定约束的一端应变集中程度明显要大于临近施加载荷的一端,说明承受拉伸-剪切载荷作用下的接头强度失效及裂纹的扩展始于临近固定约束一端的界面端点处。2.基于奇异性理论的接头界面端奇异性分析基于奇异性理论和局部精细网格划分技术建立有限元模型,对5052铝合金单搭粘接接头界面端进行了应力奇异性分析和强度预测,同时,研究了不同搭接长度、不同胶厚、不同边界约束长度和不同边界施加载荷大小对接头界面端奇异性的影响,提出了应力强度因子敏感系数Φ。应力强度因子H（H1、H2）随着搭接长度和边界约束长度的增大而减小,随着胶层厚度的增大先减小后增大,在胶层厚度为0.2mm时达到最小值（对应的接头强度最大）,随着边界施加载荷的增大而增大,并且两者之间存在一定的线性关系,关系式分别为H1=0.00425F-0.0001,H2=0.00152F；几何参数发生相同程度变化时,搭接长度对接头界面端应力强度因子的影响程度强于胶层厚度。3.基于循环载荷的接头残余强度分析基于疲劳循环载荷,先后对不同应力水平下的5052铝合金单搭粘接接头进行疲劳强度测试,研究了不同疲劳循环周次对接头刚度和残余强度的影响,引入超声扫描显微镜（SAM）设备和扫描电子显微镜（SEM）设备对疲劳失效胶层进行失效分析及界面端疲劳失效信息采集。疲劳裂纹从接头搭接端部的界面端点处（即奇异性分析中的奇异点处）开始萌生,然后向中间开始扩展,当疲劳循环达到一定次数时,胶层发生瞬间断裂,胶层的裂纹萌生阶段几乎占据了其全部疲劳寿命。在承受疲劳循环载荷过程中,接头刚度基本稳定,只是在初始阶段刚度出现了小幅的增加,而残余强度随着疲劳循环周次的增加,呈现出先增大后减小的趋势,在整个过程中接头的刚度跟残余强度均没有出现大幅度跳跃式上升或下降的变化趋势。4.基于一维梁理论的接头强度提高分析基于G-R一维梁理论模型,提出了单搭粘接加强板接头,先后对5052铝合金单搭粘接（AA）接头、5052铝合金单搭粘接贴铝片（AAA）接头、5052铝合金单搭粘接贴铜片（AAC）接头和H62铜合金单搭粘接贴铜片（CCC）接头进行静强度测试,选取AA接头、AAA接头和AAC接头进行界面端应力奇异性分析和疲劳强度测试,并采用SEM对疲劳失效胶层进行失效分析。单搭粘接加强板接头可有效提高接头的静强度、疲劳强度及降低界面端点处的应力奇异性,而对胶层疲劳失效样貌的影响较小。本文结合数字图像相关法、奇异性理论、有限元理论和G-R一维梁理论对接头界面端的应变形式、奇异性、静强度、疲劳强度及失效形式进行了系统性的分析,为粘接接头在实际中的应用提供了参考。
二、双材料界面端附近奇异应力场消除几何条件研究（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、双材料界面端附近奇异应力场消除几何条件研究（论文提纲范文）
（1）扩展Voronoi单元有限元法的理论及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 裂纹扩展数值模拟算法的研究现状 |
| 1.2.1 基于普通位移有限元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.2 基于扩展有限元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.3 基于无网格法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.4 基于边界元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.5 基于比例边界元法的裂纹扩展研究 |
| 1.2.6 基于多相有限元法的裂纹扩展研究 |
| 1.3 Voronoi单元有限元法 |
| 1.4 均质材料裂纹扩展问题研究现状 |
| 1.5 多相复合材料裂纹扩展问题研究现状 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第二章 断裂力学基本理论和Voronoi单元的基本原理 |
| 2.1 材料断裂力学方法概述 |
| 2.1.1 断裂模式和基本概念 |
| 2.1.2 裂纹尖端附近的应力场 |
| 2.1.3 应力强度因子的计算方法 |
| 2.1.4 复合型裂纹断裂判据 |
| 2.2 应力杂交元的发展 |
| 2.3 Voronoi单元有限元法的基本原理 |
| 2.3.1 不含异质性Voronoi单元的构造原理 |
| 2.3.2 含夹杂Voronoi单元的构造原理 |
| 2.3.3 考虑夹杂-基体界面脱层的Voronoi单元的构造原理 |
| 2.4 应力函数的构造 |
| 2.4.1 多项式Airy应力函数的构造 |
| 2.4.2 互作用应力函数的构造 |
| 2.4.3 奇异性应力函数的构造 |
| 2.5 积分区域的划分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 包含中心裂纹和边裂纹的扩展Voronoi单元 |
| 3.1 包含裂纹的X-Voronoi单元的构造 |
| 3.1.1 单元格式的推导 |
| 3.1.2 单元公式的细化 |
| 3.1.3 裂纹刚体位移的消除 |
| 3.1.4 内部自由度的凝聚 |
| 3.1.5 最小二乘法确定裂尖应力强度因子 |
| 3.1.6 裂纹扩展准则以及网格重划分算法 |
| 3.2 数值算例 |
| 3.2.1 X-VCFEM单元的有效性验证 |
| 3.2.2 两条裂纹的扩展模拟 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 利用X-VCFEM模拟多条裂纹在均质材料里的扩展、相交和贯穿 |
| 4.1 积分区域划分的改进 |
| 4.2 裂纹相交的算法 |
| 4.3 两条裂纹相交的几种情况 |
| 4.3.1 一条内部裂纹与一条边裂纹相交 |
| 4.3.2 一条边裂纹与一条内部裂纹相交 |
| 4.3.3 两条边裂纹相交 |
| 4.3.4 两条边裂纹互相吸引、扩展和相交 |
| 4.4 多条裂纹相交和扩展的模拟 |
| 4.4.1 6 条裂纹的扩展模拟 |
| 4.4.2 25 条裂纹的扩展模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 考虑界面裂纹和基体裂纹的扩展Voronoi单元 |
| 5.1 考虑界面裂纹和基体裂纹的X-Voronoi单元的构造 |
| 5.1.1 单元格式的推导 |
| 5.1.2 夹杂刚体位移的消除和内部自由度的凝聚 |
| 5.2 应力函数的构造 |
| 5.3 最小二乘法计算应力强度因子 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.4.1 Ⅰ型模态算例 |
| 5.4.2 混合模态算例 |
| 5.4.3 复杂微结构算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 颗粒增强复合材料界面裂纹和基体裂纹扩展贯穿的模拟分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 裂纹扩展准则和网格重划分 |
| 6.2.1 双材料界面裂纹概述 |
| 6.2.2 界面裂纹的萌生和扩展以及界面裂纹从界面进入基体的分叉行为 |
| 6.2.3 预测基体裂纹扩展方向的最大能量释放率准则 |
| 6.3 裂纹扩展过程中积分片的划分 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 X-VCFEM模型验证 |
| 6.4.2 复杂微结构的损伤演化的模拟 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 程序流程图 |
| 附录B 攻读博士学位期间撰写的学术期刊论文 |
（2）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 |
（3）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 |
（4）含界面V型切口结构断裂的辛离散有限元方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 受弯板结构断裂研究 |
| 1.2.2 压电材料断裂研究 |
| 1.2.3 电磁材料断裂研究 |
| 1.2.4 断裂力学中的辛方法 |
| 1.2.5 辛离散有限元方法 |
| 1.3 本文主要研究思路 |
| 2 含切口双材料板弯曲断裂的辛离散有限元方法 |
| 2.1 含V型切口双材料板弯曲的哈密顿体系 |
| 2.2 辛离散有限元方程 |
| 2.3 奇异性和应力强度系数 |
| 2.4 数值结果和讨论 |
| 2.4.1 算例1:中心含V型切口的均质板 |
| 2.4.2 算例2:边界含界面V型切口的双材料板 |
| 2.4.3 算例3:中心含界面V型切口的双材料板 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 含切口多材料板弯曲界面断裂的辛离散有限元方法 |
| 3.1 含V型切口多材料板弯曲的哈密顿体系 |
| 3.2 奇异性和应力强度系数 |
| 3.3 辛离散有限元方法 |
| 3.3.1 辛离散有限元方程 |
| 3.3.2 辛离散有限元方法的计算过程 |
| 3.4 数值结果和讨论 |
| 3.4.1 算例1:验证和对比 |
| 3.4.2 算例2:多材料板计算结果和参数研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 含切口双压电材料反平面断裂的辛离散有限元方法 |
| 4.1 压电材料反平面问题有限元方法 |
| 4.2 双压电弹性材料反平面问题辛体系 |
| 4.3 强度因子和能量释放率 |
| 4.4 辛离散有限元方法 |
| 4.5 数值结果和讨论 |
| 4.5.1 边界含裂纹的均质压电圆杆 |
| 4.5.2 中心含菱形缺口的压电反平面 |
| 4.5.3 边界含界面V型切口的双材料压电反平面 |
| 4.5.4 含两种类型V型切口的双材料压电反平面 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 含切口双电磁材料反平面断裂的辛离散有限元方法 |
| 5.1 电磁材料反平面问题的有限元方程 |
| 5.2 电磁材料Ⅲ型界面断裂辛体系 |
| 5.3 强度因子和能量释放率 |
| 5.4 辛离散有限元方法 |
| 5.5 数值结果和讨论 |
| 5.5.1 边界含界面裂纹的电磁反平面 |
| 5.5.2 中心含界面菱形缺口的双材料电磁反平面 |
| 5.5.3 边界含界面V型切口的双材料电磁反平面 |
| 5.5.4 含两种类型V型切口的双材料电磁反平面 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）应力强度因子型界面裂缝扩展准则及其在大坝断裂分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 界面力学简介 |
| 1.3 界面断裂参数 |
| 1.3.1 界面裂缝应力强度因子定义 |
| 1.3.2 界面裂缝的势能释放率 |
| 1.4 界面裂缝扩展破坏准则 |
| 1.4.1 界面裂缝曲折扩展破坏 |
| 1.4.2 界面裂缝沿界面破坏 |
| 1.5 混凝土岩石界面断裂研究现状 |
| 1.5.1 混凝土岩石界面断裂性能研究进展 |
| 1.5.2 混凝土岩石界面断裂准则研究进展 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 2 不同组合的混凝土岩石界面I型断裂特性试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验概况 |
| 2.2.1 试验材料强度确定 |
| 2.2.2 材料准备 |
| 2.2.3 试件制作 |
| 2.2.4 加载装置与试验过程 |
| 2.3 试验结果分析 |
| 2.3.1 材料力学参数 |
| 2.3.2 试件的破坏形态 |
| 2.3.3 荷载位移曲线 |
| 2.3.4 试件的断裂参数 |
| 2.3.5 三点弯曲梁试验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 混凝土岩石界面裂缝扩展准则试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土岩石I-II复合型断裂试验 |
| 3.2.1 试件制作 |
| 3.2.2 混凝土岩石I-II复合型裂缝扩展准则 |
| 3.2.3 混凝土岩石复合试件四点剪切梁试验 |
| 3.2.4 C50 混凝土岩石复合试件试验结果 |
| 3.2.5 混凝土砂岩系列复合试件试验结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 混凝土岩石试验全过程数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混凝土岩石试验数值模拟 |
| 4.2.1 三点弯曲梁试验数值模拟 |
| 4.2.2 四点剪切梁试验数值模拟 |
| 4.3 临界模态比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 界面裂缝扩展准则在混凝土重力坝界面断裂分析中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混凝土重力坝数值计算 |
| 5.2.1 混凝土重力坝概况 |
| 5.2.2 混凝土重力坝数值计算建模 |
| 5.2.3 界面破坏模式 |
| 5.2.4 曲折破坏模式 |
| 5.2.5 断裂过程区影响 |
| 5.2.6 不同裂缝扩展准则对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 FRP板 |
| 1.1.2 国内外FRP桥面板应用现状 |
| 1.1.3 FRP板-沥青混合料体系力学特点 |
| 1.1.4 研究意义 |
| 1.1.5 依托工程 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 界面断裂力学 |
| 1.2.2 巴西盘试件 |
| 1.2.3 界面裂纹疲劳扩展寿命 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术研究路线 |
| 1.4.1 GFRP板-沥青混合料界面粘结裂断性能的强度准则研究 |
| 1.4.2 GFRP板-沥青混合料疲劳寿命试验研究 |
| 第2章 GFRP板材料弹性常数试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GFRP板 |
| 2.2.1 GFRP型材 |
| 2.2.2 层合板结构 |
| 2.3 GFRP板弹性常数确定方法 |
| 2.3.1 GFRP板弹性常数的理论计算方法 |
| 2.3.2 GFRP板弹性常数的试验方法 |
| 2.4 GFRP板弹性常数计算 |
| 2.4.1 GFRP板铺层 |
| 2.4.2 GFRP板材料弹性常数计算 |
| 2.5 GFRP板材料弹性常数试验 |
| 2.5.1 GFRP板弹性常数E11、ν试验 |
| 2.5.2 GFRP板弹性常数E22、ν试验 |
| 2.5.3 GFRP板剪切模量μ12试验 |
| 2.5.4 GFRP板剪切模量μ23试验 |
| 2.6 GFRP板弹性常数汇总 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 GFRP板-沥青混合料界面断裂力学性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结合材料界面裂纹尖端应力场和位移场 |
| 3.2.1 界面裂纹边界条件 |
| 3.2.2 双材料界面裂纹尖端应力场和位移场 |
| 3.2.3 双材料界面裂纹尖端应力场分布 |
| 3.3 GFRP板-沥青混合料巴西盘试件的有限元分析 |
| 3.3.1 巴西盘试件概述 |
| 3.3.2 巴西盘试件构造 |
| 3.3.3 巴西盘试件有限元计算模型 |
| 3.3.4 界面裂纹尖端应力场和位移场 |
| 3.4界面应力强度因子SIF K_1、K_2 |
| 3.4.1 界面粘结性能评价指标的选取 |
| 3.4.2 界面SIF K_1、K_2的数值计算 |
| 3.4.3 界面SIF K_1、K_2的线性外插计算 |
| 3.5 正交各向异性材料界面SIF K_1、K_2数值计算 |
| 3.5.1 正交各向异性材料界面裂纹应力场和位移场 |
| 3.5.2 正交各向异性-正交各向同性材料界面裂尖的应力场和位移场 |
| 3.5.3 正交各向异性材料界面SIF K_1、K_2数值计算 |
| 3.5.4 正交各向异性-正交各向同性材料的界面SIF K_1、K_2数值计算 |
| 3.6 结合材料界面SIF K_1、K_2算例 |
| 3.6.1 正交各向同性材料算例 |
| 3.6.2 正交各向异性材料算例 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 GFRP板-沥青混合料界面断裂力学性能参数分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 界面裂尖单元影响分析 |
| 4.2.1 界面裂尖单元 |
| 4.2.2 巴西盘试件有限元模拟计算 |
| 4.2.3 界面裂纹尖端应力场 |
| 4.2.4 界面SIF K_1、K_2 |
| 4.3 界面裂尖单元尺寸影响分析 |
| 4.3.1 界面裂尖单元尺寸对应力场的影响 |
| 4.3.2 裂尖单元尺寸对界面SIF K_1、K_2影响分析 |
| 4.4 巴西盘试件半径R影响分析 |
| 4.4.1 有限元计算模型 |
| 4.4.2 巴西盘试件左裂尖SIF K_1、K_2 |
| 4.5 界面裂纹半宽度a影响 |
| 4.5.1 有限元计算模型 |
| 4.5.2 巴西盘试件左裂尖SIF K_1、K_2 |
| 4.6 无量纲界面应力强度因子分析 |
| 4.6.1 巴西盘试件半径R影响 |
| 4.6.2 界面裂纹半宽度a影响 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂性能试验研究 |
| 5.2.1 巴西盘试件介绍 |
| 5.2.2 试验方案与加载 |
| 5.2.3 几点说明 |
| 5.2.4 试验结果 |
| 5.3 拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面断裂力学性能数值分析 |
| 5.3.1 巴西盘试件有限元模型 |
| 5.3.2 有限元模型界面及荷载 |
| 5.3.3 界面裂尖应力场 |
| 5.3.4 界面裂尖裂纹张开位移 |
| 5.4 拉剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面SIF K_1、K_2分析 |
| 5.4.1 巴西盘试件界面SIF K_1、K_2数值计算 |
| 5.4.2 巴西盘试件界面SIF K_1、K_2分析 |
| 5.5 试验现象分析 |
| 5.6 含预制界面裂纹的GFRP板-沥青混合料界面强度准则 |
| 5.6.1 含界面裂纹结合材料的破坏形式 |
| 5.6.2 含界面裂纹结合材料的破坏准则 |
| 5.6.3 GFRP板-沥青混合料粘结界面强度准则拟合 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂力学性能分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面性能试验研究 |
| 6.2.1 巴西盘试件与试验 |
| 6.2.2 试验结果 |
| 6.3 压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂性能数值分析 |
| 6.3.1 试件有限元模型 |
| 6.3.2 界面裂尖应力场 |
| 6.3.3 界面裂尖裂纹张开位移 |
| 6.4 压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结性能评价 |
| 6.4.1 界面应力强度因子计算 |
| 6.5 压剪受力状态下GFRP板-沥青混合料界面强度准则 |
| 6.5.1 GFRP板-沥青混合料粘结界面强度准则 |
| 6.5.2 试验结果分析 |
| 6.6 拉剪与压剪受力状态GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂力学性能对比 |
| 6.7 小结 |
| 第7章 GFRP板-沥青混合料复合梁疲劳试验研究 |
| 7.1 GFRP-沥青混合料复合梁试件 |
| 7.1.1 复合梁试件构造 |
| 7.1.2 试件制作 |
| 7.1.3 试件加载 |
| 7.1.4 试验内容 |
| 7.2 复合梁静载试验 |
| 7.2.1 SBI型复合梁静载试验分析 |
| 7.2.2 SBII型复合梁静载试验分析 |
| 7.2.3 SBI型、SBII型复合梁静载试验结果比较 |
| 7.3 复合梁疲劳试验 |
| 7.3.1 试验条件 |
| 7.3.2 疲劳试验内容 |
| 7.3.3 SBI型复合梁疲劳试验结果 |
| 7.3.4 SBII型复合梁疲劳试验结果 |
| 7.3.5 SBI/SBII疲劳试验结果比较 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论和展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 进一步研究建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（8）双材料管类零件界面端应力奇异性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 双材料结构 |
| 1.2 国内外研究现况 |
| 1.2.1 基础理论研究 |
| 1.2.2 理论模型及研究方法 |
| 1.2.3 应力奇异性计算 |
| 1.2.4 奇异应力场研究 |
| 1.3 本文研究的主要内容及方法 |
| 1.3.1 主要内容 |
| 1.3.2 主要方法 |
| 第二章 界面端应力奇异性分析 |
| 2.1 界面的力学模型及分类 |
| 2.2 界面应力奇异性 |
| 2.3 应力奇异性的数值分析方法 |
| 2.4 双材料界面组合的?-?图 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 平面双材料圆环界面端应力奇异性分析 |
| 3.1 圆环界面的应力分布情况分析 |
| 3.1.1 有限元模型的建立和分析 |
| 3.1.2 有限元分析 |
| 3.1.3 圆环界面应力奇异域应力与位移数值的读取 |
| 3.2 双材料圆环界面端奇异应力场的数值分析 |
| 3.3 平面双材料圆环界面端应力奇异性特征值的计算方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双材料圆管界面端应力奇异性的理论分析 |
| 4.1 双材料圆管界面端应力奇异性分析 |
| 4.2 算例及验算 |
| 4.2.1 单一应力奇异性特征值的计算 |
| 4.2.2 多重应力奇异性的计算 |
| 4.2.3 算例验算 |
| 4.3 双材料圆管界面中部应力奇异性分析 |
| 4.4 减小或消除双材料圆管界面端应力奇异性的分析 |
| 4.4.1 分析影响双材料圆管界面端奇异应力场的条件 |
| 4.4.2 结合?-?图分析双材料圆管界面端奇异应力场的一般性规律 |
| 4.4.3 减小或消除双材料圆管界面端应力奇异性的方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双材料圆管界面端应力奇异性的实验分析 |
| 5.1 实验原理 |
| 5.1.1 电阻应变片原理 |
| 5.1.2 应变花的基本理论 |
| 5.2 实验目的 |
| 5.3 实验所需的主要设备、仪器以及材料 |
| 5.4 实验步骤 |
| 5.5 应力分布实验 |
| 5.5.1 铜铝双金属圆管试件的应力分布实验 |
| 5.5.2 铜/尼龙双材料圆管试件的应力分布实验 |
| 5.6 应力失效实验 |
| 5.6.1 铜铝双金属圆管试件的应力失效实验 |
| 5.6.2 铜/尼龙双材料圆管试件的应力失效实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 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 |
（9）界面断裂分析的“加料”有限元方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 弹性界面裂纹分析方法 |
| 1.2.1 解析法 |
| 1.2.2 权函数法与边界元法 |
| 1.2.3 常规有限元与奇异有限元法 |
| 1.2.4 “加料”有限元法 |
| 1.3 粘弹性界面裂纹分析方法 |
| 1.4 裂尖在界面上的斜裂纹分析方法 |
| 1.5 界面切口分析方法 |
| 1.5.1 应力奇异性指数分析 |
| 1.5.2 应力强度因子计算方法 |
| 1.6 界面断裂反平面问题分析方法 |
| 1.7 界面断裂准则 |
| 1.8 论文主要内容 |
| 第二章 典型界面断裂问题奇异场分析 |
| 2.1 平面问题特征值 |
| 2.1.1 应力和位移场的一般形式 |
| 2.1.2 特征矩阵与特征值方程 |
| 2.1.3 特征值结果分析 |
| 2.2 平面问题应力和位移场 |
| 2.2.1 特征值为实数时的应力和位移场 |
| 2.2.2 特征值为复数时的应力和位移场 |
| 2.2.3 计算结果分析 |
| 2.3 反平面问题应力和位移场 |
| 2.3.1 特征值分析 |
| 2.3.2 应力和位移场 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 弹性界面裂纹“加料”有限元方法 |
| 3.1 二维弹性界面裂纹“加料”有限元法 |
| 3.1.1 “加料”裂尖单元位移模式 |
| 3.1.2 过渡单元位移模式 |
| 3.1.3 形函数及应变矩阵 |
| 3.1.4 位移场角函数导数 |
| 3.1.5 有限元方程 |
| 3.1.6 算例验证及分析 |
| 3.2 三维弹性界面裂纹“加料”有限元法 |
| 3.2.1 界面裂纹“加料”单元位移模式 |
| 3.2.2 “加料”界面裂纹单元局部柱坐标系 |
| 3.2.3 “加料”界面裂纹元形函数及应变矩阵 |
| 3.2.4 三维“加料”界面裂纹单元方程 |
| 3.2.5 算例验证及分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 垂直界面裂纹与界面V型切口“加料”有限元法 |
| 4.1 垂直界面裂纹“加料”有限元方法 |
| 4.1.1 垂直界面裂纹“加料”单元位移模式 |
| 4.1.2 附加形函数矩阵与应变矩阵 |
| 4.1.3 算例验证及分析 |
| 4.2 二维界面V型切口“加料”有限元方法 |
| 4.2.1 界面V型切口“加料”单元位移模式 |
| 4.2.2 附加形函数矩阵与应变矩阵 |
| 4.2.3 算例及结果分析 |
| 4.3 三维界面V型切口“加料”有限元法 |
| 4.3.1 三维弹性界面V型切口尖端位移场 |
| 4.3.2 算例及分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 二维粘弹性界面裂纹增量“加料”有限元法 |
| 5.1 粘弹性界面裂纹尖端位移场 |
| 5.1.1 粘弹性界面断裂问题奇异场 |
| 5.1.2 粘弹性界面裂纹尖端位移场 |
| 5.1.3 “加料”裂尖单元位移模式 |
| 5.1.4 过渡单元位移模式 |
| 5.2 增量型“加料”有限元法 |
| 5.2.1 位移和应变的增量形式 |
| 5.2.2 增量型粘弹性本构方程 |
| 5.2.3 粘弹性界面裂纹增量“加料”有限元方程 |
| 5.2.4 粘弹性界面裂纹应变能释放率 |
| 5.3 算例验证与分析 |
| 5.3.1 算例1 |
| 5.3.2 算例2 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 三维粘弹性界面裂纹增量“加料”有限元方法 |
| 6.1 三维粘弹性界面裂纹增量“加料”有限元法 |
| 6.1.1 三维粘弹性界面裂纹尖端位移场 |
| 6.1.2 三维粘弹性界面裂纹“加料”单元位移模式 |
| 6.2 三维粘弹性界面裂纹“加料”有限元列式 |
| 6.2.1 位移和应变的增量形式 |
| 6.2.2 热粘弹性增量型本构方程 |
| 6.2.3 增量型“加料”有限元方程 |
| 6.2.4 三维粘弹性界面裂纹应变能释放率 |
| 6.3 算例验证及分析 |
| 6.3.1 算例1 |
| 6.3.2 算例2 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 几种“加料”有限元方法在固体火箭中的应用 |
| 7.1 固体火箭发动机装药界面脱粘“加料”有限元分析 |
| 7.1.1 “加料”有限元模型 |
| 7.1.2 材料属性与载荷工况 |
| 7.1.3 计算结果分析 |
| 7.2 含垂直界面裂纹的热障涂层“加料”有限元分析 |
| 7.2.1 涂层结构与计算模型 |
| 7.2.2 温度场计算结果 |
| 7.2.3 应力场计算结果 |
| 7.3 粘接界面V型切口“加料”有限元分析 |
| 7.3.1 “加料”有限元分析模型 |
| 7.3.2 粘接层特性对断裂参量的影响 |
| 7.3.3 界面端部裂纹力学特征分析 |
| 7.4 小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录A 裂尖位于界面上的斜裂纹特征矩阵 |
| 附录B 双材料界面V型切口特征矩阵 |
| 附录C 极坐标系下界面裂纹尖端位移场角函数解析解 |
（10）铝合金单搭粘接接头界面端奇异性及强度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景、目的及意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 粘接接头 |
| 1.2.1 粘接接头的破坏模式及粘接机理 |
| 1.2.2 粘接接头的受力形式及界面力学模型 |
| 1.3 粘接接头界面端奇异性及强度研究概况 |
| 1.3.1 粘接接头应力分析研究概况 |
| 1.3.2 粘接接头界面端奇异性研究概况 |
| 1.3.3 粘接接头疲劳强度研究概况 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 基于数字图像相关法的接头界面端变形分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DICM相关理论 |
| 2.2.1 DICM的测量系统 |
| 2.2.2 DICM的基本原理 |
| 2.3 单搭粘接接头的变形分析 |
| 2.3.1 试样及试验制备 |
| 2.3.2 数据处理与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于奇异性理论的接头界面端奇异性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 界面端奇异性理论 |
| 3.2.1 Dundurs材料参数 |
| 3.2.2 Bogy特征方程与双材料界面端点处奇异应力场 |
| 3.3 基于奇异性理论的接头静强度预测分析 |
| 3.3.1 奇异性指数与应力强度因子的求解 |
| 3.3.2 不同胶厚单搭粘接接头的静强度试验及结果分析 |
| 3.4 几何参数及边界条件对接头界面端奇异性影响分析 |
| 3.4.1 试验影响因素及取值 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于循环载荷的接头残余强度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 静强度测试 |
| 4.2.1 试件制备 |
| 4.2.2 静强度试验 |
| 4.3 疲劳强度及残余强度测试 |
| 4.3.1 疲劳强度试验 |
| 4.3.2 残余强度试验 |
| 4.4 失效分析 |
| 4.4.1 累计损伤分析 |
| 4.4.2 SAM分析 |
| 4.4.3 界面端裂纹分析 |
| 4.4.4 SEM分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于一维梁理论的接头强度提高分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型及单搭粘接加强板接头设计 |
| 5.2.1 理论模型 |
| 5.2.2 单搭粘接加强板接头设计 |
| 5.3 界面端应力分析 |
| 5.3.1 胶层应力分布分析 |
| 5.3.2 界面端应力奇异性分析 |
| 5.4 静强度测试 |
| 5.4.1 试件制备 |
| 5.4.2 静强度试验 |
| 5.5 疲劳强度测试 |
| 5.5.1 疲劳强度试验 |
| 5.5.2 S-N方程 |
| 5.5.3 疲劳失效分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作及结论 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 本文不足之处与研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读博士学位期间发表的学术论文及获奖情况 |
四、双材料界面端附近奇异应力场消除几何条件研究（论文参考文献）
- [1]扩展Voronoi单元有限元法的理论及应用研究[D]. 李欢. 昆明理工大学, 2021(02)
- [2]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
- [3]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)
- [4]含界面V型切口结构断裂的辛离散有限元方法[D]. 徐旺. 大连理工大学, 2019(06)
- [5]应力强度因子型界面裂缝扩展准则及其在大坝断裂分析中的应用[D]. 宋深圳. 大连理工大学, 2019(03)
- [6]GFRP板-沥青混合料界面粘结断裂力学性能研究[D]. 任大龙. 东南大学, 2018(01)
- [7]混凝土-CA砂浆复合试件界面端奇异应力场消除方法研究[J]. 曹世豪,李佳莉,康维新,刘学毅. 铁道科学与工程学报, 2018(09)
- [8]双材料管类零件界面端应力奇异性研究[D]. 解胜. 合肥工业大学, 2017(07)
- [9]界面断裂分析的“加料”有限元方法[D]. 杨军辉. 国防科学技术大学, 2016(01)
- [10]铝合金单搭粘接接头界面端奇异性及强度研究[D]. 王玉奇. 昆明理工大学, 2016(01)