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Accurate fracture analysis of multi-material V-notched Reissner plates under bending or twisting

奇点 本征函数 数学分析 应力场 数学 离散化 等几何分析 领域(数学) 断裂(地质) 几何学 结构工程 材料科学 物理 有限元法 特征向量 复合材料 工程类 量子力学 纯数学
作者
Yingfei Xiong,Zhenting Yang,Qilin Zhang,Zhenzhen Tong,Zhenhuan Zhou,Xinsheng Xü
出处
期刊:Mathematics and Mechanics of Solids [SAGE]
卷期号:28 (5): 1190-1215
标识
DOI:10.1177/10812865221110624
摘要

An accurate fracture analysis of multi-material V-notched Reissner plates under bending or twisting is performed by a new coupling approach of isogeometric analysis (IGA) and eigenfunction expansion method. In this approach, the overall plate is divided into two regions: a singular region near the notch tip (near field) and a regular region far away from the notch tip (far field). The overall model is discretized by a T-spline-based IGA. Asymptotic solutions of singular stress fields are applied to the near field, and therefore, the large number of fundamental unknowns of control points is reduced into a small set of undetermined coefficients. The unknowns in the far field remain unchanged. Consequently, the computational cost is significantly reduced, and explicit expressions of singular stress components in the vicinity of notch tip are obtained without post processing. Comparisons are presented to demonstrate the accuracy and convergence of the present approach. Effects of key influencing factors on the singularity order and singular items of stresses are investigated also.
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