含椭圆孔内嵌加强层无限大板应力分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:idea0315
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开孔板是工程中常见的构件,由于孔的存在破坏了原有构件的几何连续性,导致在孔边产生局部应力集中。为了降低应力集中,在结构设计中,人们通常采用改善结构的几何形状、选择适当的开孔位置和方向、孔口局部的加强等方法。其中,在孔内侧粘贴加强层是最常用的方法之一。本文基于复变函数方法,利用保角变换求解了含椭圆孔内嵌单一材料加强层无限大板受远端受均布荷载作用和含椭圆孔内嵌梯度功能材料加强层无限大板受远端受均布荷载作用两种情形下的弹性问题,给出了加强椭圆环及无限大板的应力函数的级数解,并利用有限元软件对所求结果进行了对比验证,最后分析了加强椭圆环的材料属性和几何尺寸变化对无限大板孔口处应力的影响。  分析结果表明,对于单一材料作为加强层的情况,选择合适的椭圆环的材料属性和几何尺寸可以使板的环向应力达到最佳状态;椭圆环的材料属性和几何尺寸的变化对最大环向应力发生位置影响较大,而对最大径向应力和最大切应力的发生位置基本没有影响。对于梯度功能材料作为加强层的情况,根据梯度功能材料内部切变模量变化所依据的函数,选择函数中合适的参数可以有效的降低孔口处环向应力值。
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