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基于有限元法的V型缺口平板應力集中系數研究
劉慶剛; 魏青; 韓偉信; 于新奇; 劉麟 河北科技大學機械工程學院; 河北石家莊050018; 常州大學機械工程學院; 江蘇常州213164
關鍵詞：斷裂力學 v型缺口 應力集中系數 有限元 filippi缺口方程
摘要：針對雙邊V型缺口有限寬平板的應力集中問題,采用有限元軟件ANSYS對缺口尖端區域應力場進行了分析。采用數值積分方法對平均應力及不同開口角度2α、不同尖端半徑ρ條件下的應力集中系數進行了計算,并將有限元分析結果與Filippi缺口應力場方程的結果進行了對比驗證。結果表明,有限元分析方法得到的結果與Filippi方程的計算結果最大誤差為3.77%;在缺口尖端處存在明顯的應力集中,但隨著到缺口尖端距離的增加應力集中系數降低很快;缺口處最大應力集中系數隨缺口尖端半徑的增大而明顯減小,且減小速率逐漸降低;隨著缺口角度的增加,應力集中系數緩慢減小。因此,采用有限元方法可以有效開展含缺口結構的應力集中分析,研究方法對于其他復雜含缺口結構的安全分析具有一定的參考價值。
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