由于功能梯度材料(FGM)性質(zhì)的特殊性,現(xiàn)有含裂紋FGM結(jié)構(gòu)應力強度因子計算方法難以避免復雜的矩陣運算以及數(shù)值積分。該文針對含外表面環(huán)向裂紋FGM圓筒,利用FGM圓筒與均勻材料圓筒裂紋尖端應力之間的比例關(guān)系,將復雜的FGM圓筒應力強度因子求解問題轉(zhuǎn)化為簡單的應力值提取問題以及經(jīng)驗公式計算問題,僅由均勻材料圓筒應力強度因子經(jīng)驗公式、均勻材料圓筒和FGM圓筒裂紋尖端應力比值即可得到任意含裂紋FGM圓筒應力強度因子。該方法僅需建立2D軸對稱模型即可滿足計算要求,在保證精度的基礎上成功回避了傳統(tǒng)方法中的復雜矩陣運算以及數(shù)值積分,且適用于不同F(xiàn)GM、筒體尺寸、裂紋深度等情況下的應力強度因子計算。通過多組算例對比分析,證明該方法計算精度高、計算過程簡便,便于工程應用。

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