圆筒表面椭圆裂纹应力强度因子的数值研究  

Numerical Analysis of Stress Intensity Factor for Semi-Elliptical Crack on Cylinder Surface

作　　者：何家胜[1,2] 程光旭[1] 危卫[1] 朱晓明[3] 路远明[3] 吴建平[3] 朱光强[4] 

机构地区：[1]西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049 [2]武汉工程大学机电工程学院,武汉430074 [3]中国石化股份有限公司武汉分公司,武汉430082 [4]核动力运行研究所,武汉430223

出　　处：《西安交通大学学报》2009年第7期63-68,共6页Journal of Xi'an Jiaotong University

基　　金：国家自然科学基金资助项目(20676109)

摘　　要：为解决用有限元方法进行三维裂纹问题分析时的难点,通过在裂纹前沿设置奇异单元,建立了圆筒表面椭圆裂纹的断裂力学有限元分析模型;通过Visual Basic对ANSYS的封装调用,编制了便于工程化应用的圆筒表面椭圆裂纹应力强度因子自动分析软件AutoSIFA;运用该软件得到了弯扭载荷作用下圆筒表面椭圆裂纹应力强度因子的变化规律,绘制了裂纹最深点应力强度因子形状修正系数FI的曲线图谱,并拟合出了便于工程应用的相关公式.A fracture finite element analysis model of the semi-elliptical crack on cylinder surface is established by putting singular elements along the front edge of the crack. By linking Visual Basic with ANSYS, a software named AutoSIFA is compiled to calculate the stress intensity factor （SIF） of the semi-elliptical surface crack automatically and conveniently. The varying regular patterns of SIF under torsion and bending are obtained by the AutoSIFA. Hence, the diagrammatic curves of the amending factor F1 of the deepest point of the crack are plotted, and the relevant formulas are fitted for engineering applications.

关 键 词：应力强度因子 表面椭圆裂纹 奇异单元 

分 类 号：TH123[机械工程—机械设计及理论]