小孔对裂尖影响的扩展有限元分析

在扩展有限元的框架下,引入一个内聚的裂尖加强函数,相比传统的裂尖加强函数而言,该内聚加强函数具有相同精度但自由度很少的优势。采用改进的扩展有限元方法对裂尖附近小孔的不同布置方案下裂纹的扩展过程进行了追踪模拟,基于相互作用积分的方法计算了裂尖移动过程中的应力强度因子序列,并提出一个裂尖汇合到小孔后的应力强度因子计算策略。通过扩展路径和应力强度因子的对比分析,发现小孔对裂纹的扩展具有一定的诱导性,且裂纹如果汇合到小孔,则应力强度因子会突然变小,形成止裂的效果,但如果不汇合,则止裂效果不明显,甚至加剧扩展。