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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:羅曼文
研究生(外文):Man-Wen Luo
論文名稱:任意傾斜多裂縫受反平面動態載重之暫態分析
論文名稱(外文):Transient Analysis of Multiple Arbitrary Oriented Cracks under Anti-plane Dynamic Loading
指導教授:吳光鐘
口試委員:趙振綱陳東陽郭茂坤
口試日期:2018-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:應用力學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:均質線彈性反平面應力強度因子差排拉普拉斯積分轉換高斯-柴比雪夫積分法拉普拉斯逆轉換任意傾斜裂縫
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本文主要在探討於均勻(Homogeneous)的一無限線彈性(Linear Elastic)內之任意傾斜多裂縫,受反平面(Anti-plane)動態荷重之應力強度因子(Stress Intensity Factor)。
本文利用差排(Dislocation)分布模擬裂縫,建立裂縫平面上應力分布和差排密度的積分方程式。先將積分方程式做拉普拉斯積分轉換(Laplace Integration Transform),再使用高斯─柴比雪夫積分法(Gaussian-Chebyshev Integration Quadrature) 求解,將方程式進行離散,進而得到拉普拉斯轉換域之數值解形式。最後透過拉普拉斯逆變換(Laplace inverse Transform),計算每個裂縫尖端之應力強度因子。
本文計算了平行雙裂縫受傾斜平面應力波作用、單裂縫和平行雙裂縫受傾斜平面應力波作用之比較、任意傾斜裂縫受由法向量入射的水平剪力波的應力強度因子。由平行雙裂縫受傾斜平面應力波作用與傾斜且平行雙裂縫受由法向量入射的水平剪力波兩者的結果相互比較得知,本方法有極高的準確性。
The problem of a homogeneous linear elastic body containing arbitrary oriented cracks under anti-plane dynamic load is considered in this work.
Distribution of dislocations is used to simulate the cracks and derive the integral equation which relates to tractions on the crack planes. The integral equation in the Laplace transform domain is solved by Gaussian-Chebyshev integration quadrature. For each crack tip we calculate the stress intensity factor using a numerical inverse Laplace scheme.
Specifically the cases studied include: two parallel cracks under an oriented plane stress wave; comparing a single crack with two cracks under an oriented plane stress wave; and multiple arbitrarily oriented cracks under the normal incidence of a plane horizontal shear stress wave. Comparison of the numerical results for two cracks under an oriented plane stress wave with multiple arbitrarily oriented cracks under the normal incidence of a plane horizontal shear stress wave shows that the present method is highly accurate.
目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 V
符號對照表 VIII
第一章 導論 1
1.1. 研究動機與文獻回顧 1
1.2. 論文架構 3
第二章 基本理論 4
2.1. 破壞力學簡介 4
2.2. 差排基本解 6
2.3. 傾斜平面應力波 9
2.4. 傾斜單裂縫受傾斜平面應力波 10
2.5. 傾斜雙裂縫受傾斜平面應力波 11
2.6. 傾斜裂縫之數值解法 13
第三章 水平裂縫系統受傾斜平面應力波作用 20
3.1. 單裂縫受傾斜平面應力波作用之數值結果 20
3.2. 水平雙裂縫受傾斜平面應力波作用之數值結果 24
3.3. 單裂縫和雙裂縫受傾斜平面應力波作用之數值結果 34
第四章 傾斜多裂縫系統受水平剪力波之應力強度因子之數值結果 49
4.1. 水平雙裂縫受傾斜平面應力波作用與傾斜雙裂縫受由法向量入射的水平剪力波之應力強度因子之數值結果 50
4.2. 傾斜雙裂縫受由法向量入射的水平剪力波之應力強度因子數值結果 52
第五章 結論與未來展望 59
5.1. 結論 59
5.2. 未來展望 61
文獻回顧 62
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