應用三維有限單元法計算應力強度因子
來源：中國機械工程 作者：林曉斌

摘要　 描述了兩種基于有限單元計算面形裂紋應力強度因子的方法，建議了一種創造三維有限單元網格的途徑。計算方法的精度通過和其它解析解或數值解的比較得到了說明。
　　關鍵詞　應力強度因子　有限元　損傷容限設計　斷裂評定
　　

　　無論在損傷容限設計還是在缺陷評定階段，工程師們需要知道正在分析的構件中裂紋的應力強度因子，因為判斷含裂紋構件的斷裂，或者計算剩余疲勞壽命大多依賴于這一參量。因此，在斷裂力學發展中，如何求取應力強度因子一直是一個重要的課題。當前已有許多方法可用來計算應力強度因子，較為典型的有解析法、邊界配位法、有限單元法、邊界元素法、體力法、權函數法和線彈簧模型。利用這些方法，大量的應力強度因子解已經獲得，已出版的應力強度手冊^［1］中收編了許多典型的解。盡管如此，工程師們仍然會感到自己所需要的應力強度因子解很難找到，這是因為要解決的工程問題往往是一些受復雜載荷的構件，包含的裂紋也往往是一些不規則裂紋。
　　本文簡單介紹了兩種基于三維有限單元法計算面形裂紋應力強度因子的方法。有限單元法已經成為工程設計分析領域中一個強有力的計算工具，它能模擬非常復雜的構件。基于有限元的應力強度因子計算方法，自然也將具有卓越的工程能力。除了計算方法的介紹以外，還將簡單描述一種簡化網格的生成方法。最后提供了一些所得到的典型應力強度因子解，并和大家熟知的解進行了比較，以說明本文所描述的方法的可靠性。