孔口应力集中问题的Cosserat连续体有限元分析

唐洪祥; 管毓辉

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孔口应力集中问题的Cosserat连续体有限元分析

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采用四边形四节点和四边形八节点2种Cosserat连续体单元对一般平面应变条件下的圆孔、椭圆孔以及菱形孔的应力集中现象进行了数值模拟.结果表明:当孔口变得尖锐时,应力集中因子与应变梯度显著增大;经典的连续体单元可能会过高估计应力集中因子,而Cosserat连续体单元则可以反映孔口的大应变梯度和微结构的影响,从而弱化应力集中因子.为了模拟接近不可压缩或几乎不可压缩材料的孔口应力集中问题,引入了独立的压力场,并基于Hu-Washizu混合变分原理发展了一个四边形四节点单元u4ω4p.数值结果表明,u4ω4p单元与八节点单元能较好地模拟不可压缩材料中的应力集中现象.此外,鉴于其计算工作量小、不易扭曲等优点,u4ω4p具有更广阔的应用前景.

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来源
《东南大学学报：自然科学版》 |2013年第4期|849-855|共7页
作者
唐洪祥; 管毓辉;
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作者单位

大连理工大学土木工程学院;

中国科学院岩土力学国家重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类弹性理论;
关键词
Cosserat连续体; 应力集中; 圆孔; 椭圆孔; 菱形孔; Hu-Washizu混合变分原理; 不可压缩材料;

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