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论文类型：期刊论文

发表时间：2013-07-20

发表刊物：东南大学学报（自然科学版）

收录刊物：EI、PKU、ISTIC、CSCD、Scopus

卷号：43

期号：4

页面范围：849-855

ISSN号：1001-0505

关键字：Cosserat连续体;应力集中;圆孔;椭圆孔;菱形孔;Hu-Washizu混合交分原理;不可压缩材料

摘要：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、不易扭曲等优点,u4ω4p具有更广阔的应用前景.