任意跨宽比三点弯曲梁断裂力学参数的权函数法求解

童第华^1,2,3,4，吴学仁¹，赵晓辰^1,2，徐武⁵，胡本润^1,2

1. 中国航发北京航空材料研究院检测研究中心2. 中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室3. 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室4. 航空材料检测与评价北京市重点实验室5. 上海交通大学航空航天学院

摘 要：利用有限宽板边缘裂纹的Wu（吴学仁）-Carlsson解析权函数,结合无裂纹应力分布的Filon解析解,计算任意跨宽比（S/W）三点弯曲梁的高精度应力强度因子（SIF）和裂纹嘴张开位移（CMOD）。基于解析权函数法给出的裂纹面幂函数分布应力下的SIF和CMOD解析表达式和表格数值,能够快速确定裂纹面在多项式应力作用下的SIF和CMOD,所得结果与文献中使用完全不同的解法给出的数据高度一致。讨论了利用解析权函数法确定黏聚断裂韧度的问题,为任意跨宽比三点弯曲梁的断裂力学分析提供了高效和高精度的解析计算方法。

关键词：三点弯曲梁;应力强度因子;裂纹嘴张开位移;解析权函数;黏聚断裂韧度;