孔口应力集中问题的Cosserat连续体有限元分析

作者：唐洪祥; 管毓辉

来源：东南大学学报(自然科学版), 2013, (04): 849-855.

• 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 Cosserat continuum
• stress concentration
• circular hole
• elliptic hole
• rhombic hole
• Hu-Washizu mixed variational principle
• incompressible mateial

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...

• 出版日期2013
• 单位大连理工大学; 中国科学院