(3.227.235.183) 您好!臺灣時間:2021/04/17 11:29
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:鍾靈光
研究生(外文):Ling-Kuang Chung
論文名稱:利用 M 積分處理三維多裂縫
論文名稱(外文):Using M-integral to calculate three-dimensional multiple cracks problem
指導教授:張瑞宏張瑞宏引用關係
指導教授(外文):Jui-Hung Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:M-積分有限元素法積分曲面無關積分原點無關裂縫間距幾何形狀中心
外文關鍵詞:periodic cracksurface energyM-integralsurface independentgeometric centerorigin independence
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:126
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:15
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
M-積分是研究物體具有裂縫之破壞行為的重要參數。本論文結合有限元素法並利用M-積分分析三維多裂縫線彈性材料在非均勻分佈載重作用下的表現。本研究針對具有任意形狀之二維多裂縫及三維圓盤形裂縫問題,進行M-積分式的理論及物理意義的推導,其次証明M-積分具有與積分曲面無關的特性。
在三維問題,對單裂縫的M-積分計算結果顯示與積分曲面無關和與積分原點無關的特性;多裂縫問題的M-積分計算,則需對所有裂縫的幾何形狀中心做計算,並且裂縫的幾何位置亦會影響M-積分。
二維M-積分的物理意義為兩倍裂縫面形成時所需要的能量變化,三維M-積分的物理意義則為三倍裂縫面形成時所需要的能量變化。
此外,利用不同裂縫間距的有限元素網格探討裂縫間距對於M-積分的影響。裂縫間距比較小的情況下所得到的M積分值較小。

關鍵詞:M-積分、有限元素法、積分曲面無關、積分原點無關、幾何形狀中心、裂縫間距。
In this research, we analyze 2D and 3D crack problems by using the M-integral. First, we derive the M-integral for multiple arbitrary-shaped cracks in 2-D and 3D situations. Then, we verify the physical intepretation and path independent property of the M-integral.
In 3D single crack situations, the result of M-integral has the property of surface independence and origin independence. In 3D multiple cracked situation, the result of M-integral associated with geometric center is calculated, and the origin of the coordinate system affects the computation result.
In 2-D situation, M-integral is equal to twice the surface energy required for the formation of the whole cracks. In 3-D situation, due to the different geometry of the cracks, the M-integral appears to be equal to triple the surface energy required for the formation of the whole cracks.
Furthermore, we also study the relation between periodic cracks and the M-integral.

Keywords : M-integral, surface independent, origin independence, geometric center, surface energy, periodic crack
摘 要i
Abstractii
誌謝iii
目錄v
表目錄vii
圖目錄viii
第一章 緒 論1
1.1研究動機與目的1
1.2文獻回顧與探討2
1.3論文內容5

第二章 文獻回顧:二維M-積分的分析理論與推導6
2.1 前言6
2.2 二維單裂縫的M-積分理論及路徑無關特性6
2.2.1 二維單裂縫的M-積分理論6
2.2.2 二維M-積分之物理意義9
2.2.3 與積分路徑無關特性11
2.3 二維多裂縫的M-積分11
2.3.1 二維多裂縫的M-積分理論11
2.3.2 與積分路徑無關特性12
2.3.3與積分原點無關特性12
第三章 三維M-積分的分析理論與推導15
3.1前言15
3.2三維單裂縫的M-積分理論與推導15
3.3與積分曲面無關特性(surface-independent)18
3.4三維M-積分之物理意義18
3.5數值計算範例:圓盤形裂縫位於圓柱體內部中央處20
3.5.1有限元素網格分析20
第四章 利用M-積分分析計算三維多裂縫問題22
4.1三維多裂縫的M-積分理論與推導22
4.2 與積分曲面無關特性(surface-independent)23
4.3 水平排列雙圓盤形裂縫24
4.3.1 有限元素計算結果25
4.3.2 載重與積分原點的關係25
4.3.3 M-積分與積分區域無關之特性26
4.3.4 三維多裂縫之M-積分26
4.4 裂縫間距對於M-積分之影響27
4.4.1 裂縫間距對於M-積分和ΔΠ之影響28
4.4.2 裂縫間距對於單一裂縫形成之影響28
第五章 結論30
參考文獻32
附 錄I M與Jk積分之詳細推導35
附 錄II Jk積分與積分路徑2D及與積分曲面3D無關之證明38
附 錄III M-積分與積分路徑2D及與積分曲面3D無關之證明40
Chao-Shi Chen, Chia-Hau Chen, Ernian Pan , “Three-dimensional stress intensity factors of a central square crack in a transversely isotropic cuboid with arbitrary material orientations”, Engineering Analysis with Boundary Elements, Volume 33, Issue 2, February 2009, Pages 128-136

G.Z. Wang, X.L. Liu, F.Z. Xuan, S.T. Tu, “Effect of constraint induced by crack depth on creep crack-tip stress field in CT specimens”, International Journal of Solids and Structures, Volume 47, Issue 2, February 2010, Pages 51-57

V.I. Kushch, A.S. Sangani , “Stress intensity factor and effective stiffness of a solid containing aligned penny-shaped cracks” ,International Journal of Solids and Structures, Volume 37, Issue 44, November 2000, Pages 6555-6570

Yi-Heng Chen,“M-integral analysis for two-dimensional solids with strongly interacting microcracks. Part I: in an infinite brittle solid” ,International Journal of Solids and Structures, Volume 38, Issue 18, May 2001, Pages 3193-3212

J.H. Chang, D.J. Wu, “Stress intensity factor computation along a non-planar curved crack in three dimensions”, International Journal of Solids and Structures, Volume 44, Issue 2, 15 January 2007, Pages 371-386

Han J.J., Dhanasekar M., “Modelling cracks in arbitrarily shaped
finite bodies by distribution of dislocation”, International Journal of Solid
and Structures, Volume 41, Issue 2, January 2004, Pages 399-411

Jan Sladek , Vladimir Sladek, “Evaluation of the Elastic T-stress in Three-dimensional Crack Problems Using an Integral Formula”, Volume 101, Number 4, 2000 , Pages 47-52




J.H. Chang , A.J. Chien , “Evaluation of M-integral for anisotropic elastic media with multiple defects”, International Journal of Fracture , Volume 114, Number 3, 2002 , Pages 267-289


P.Isaksson , R. Hagglund ,“Strain energy distribution in a crack-tip region in random fiber networks”, International Journal of Fracture , Volume 156, Number 1, 2009 , Pages 1-9


Y.Z. Chen , X.Y. Lin , Z.X. Wang , “Evaluation of the stress intensity factors and the T-stress in periodic crack problem”, International Journal of Fracture , Volume 156, Number 2, 2009 , Pages 203-216


M. Lorentzon, K. Eriksson , “A path independent integral for the crack extension force of the circular arc crack”, Engineering Fracture Mechanics , Volume 66, Issue 5, July 2000 , Pages 423-439


Xin Wang , “Two-parameter characterization of elastic–plastic crack front fields: Surface cracked plates under tensile loading”, Engineering Fracture Mechanics , Volume 76, Issue 7, May 2009 ,Pages 827-982


X.L. Fu, G.F. Wang, X.Q. Feng , “Surface effects on mode-I crack tip fields: A numerical study”, Engineering Fracture Mechanics , Volume 77 Issue 5 , May 2010 , Pages 1031-1202


P.V. Jogdand, K.S.R.K. Murthy, “A finite element based interior collocation method for the computation of stress intensity factors and T-stresses”, Engineering Fracture Mechanics Volume 77 Issue 5 , May 2010 , Pages 1031-1202




葉俊彬,「應用Jk積分於均質與非均質材料在裂縫延伸時之能量釋放計算」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(1996)。

陳哲彬,「複合材料垂直於介面上裂縫之Jk積分計算」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(1997)。

鄔德傳,「三維裂縫之Jk積分與應力強度因子之數值計算」,博士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(2005)。

康宇權,「混合載重下的三維多裂縫問題之M-積分」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,中壢(2010)。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔