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三维弹性V形切口/裂纹结构位移和应力场的扩展边界元法分析

计算力学在工程中的应用 > 断裂、疲劳与损伤等行为研究

在线弹性理论中，三维V型切口/裂纹结构尖端区域存在奇异应力场，数值方法不易求解。本文建立的扩展边界元法(XBEM)对围绕尖端区域的小扇形柱内的位移函数采用自尖端径向距离 的渐近级数展开式表达，其级数项的幅值系数作为基本未知量，而外部区域采用常规边界元法离散方程。两者方程联立求解可获得三维V型切口和裂纹结构完整的位移和应力场。XBEM具有半解析法特征，适用于一般的三维V型切口和裂纹结构应力场分析，其解可精细描述从尖端区域到整体结构区域的应力场。文中给出了两个算例，通过计算结果分析，表明了XBEM求解三维V型切口和裂纹结构应力场的准确性和有效性。