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第 32卷 第 2期
2007年 4月
昆 明 理 工 大 学 学 报
(
理 工 版
)
Journal of Kunming University of Science and Technology
(
Science and Technology
)
Vol. 32 No. 2
Ap r. 2007
收稿日期 : 2006 - 05 - 22. 基金项目 :国家自然科学基金资助项目
(
项目编号 : 50579025
)
.
第一作者简介 :王志良
(
1982~
)
,男 ,硕士研究生. 主要研究方向:结构理论及其在工程中的应用.
E - ma il:wzhl 19820205@yahoo. com. cn
用计算复变函数法求解含圆孔板的应力场
王志良
1
,杨影丹
2
,张立翔
1
(
1. 昆明理工大学 建筑工程学院 ,云南 昆明 650224; 2. 云南省水利厅水电局 ,云南 昆明 650051
)
摘要 : 采用保角映射技术将含有圆孔的外域变换为圆的内域 ,通过在边界配点来确定其边界条
件 ,并应用弹性力学的复变函数理论及最小二乘法求解板内的应力场. 为了比较本文方法的计算
精度和计算效率 ,用 Matlab语言编程并计算了含圆孔的有限板和无限板内的应力分布 ,结果表
明用计算复变函数法求含孔板的应力场问题计算精度高 ,计算量小 ,具有应用的价值.
关键词 : 保角映射 ; 应力集中 ; 复变函数 ;最小二乘法 ;圆孔板
中图分类号 : TH123. 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1007 - 855X
(
2007
)
02 - 0073 - 05
Calculation of Stress Field in Plate with a Round Hole Using
Computational Complex Function M ethod
W ANG Zhi - liang
1
, YANG Ying - dan
2
, ZHAN G L i - xiang
1
(
1. Faculy of Civil and A rchitectural Engineering, Kunm ing University of Science and Technology, Kunming 650224, China;
2. Hydropower Bureau, Yunnan ProvincialW ater Conservancy Department, Kunm ing 650051, China
)
Abstract: A plate with a round hole is transformed into a round domain by using conformal - mapp ing method.
The boundary is settled by setting finite points. The complex function theory of elasticity mechanics and the least
square method are applied to calculate the stress field in the plate. A computing code on the Matlab language is
written to calculate and compare the stress distributions both in a finite and in an infinite plate with a round hole
in order to test the precision and efficiency of this computing method. It is shown through the comparisons of the
results that the computational complex function method is p recise, efficient and applicable.
Key words: conformal - mapping method; stress concentration; comp lex function; least square method; hollow
plate
0 引 言
在平面弹性问题中 ,由孔口所引起的应力集中问题 ,为许多研究者所关注并取得了丰硕的成果. 萨
文
[ 1 ]
用复变函数的保角映射法分别求得了含有一圆孔、椭圆孔的无限平面的精确的理论解. 王林江、林佳
铿
[ 2 ]
通过在边界上进行复 Fourier级数展开 ,对复变函数的保角映射法进行改进 ,求得了含有多个椭圆孔
的无限平面内的应力场. 但以上的研究均限于计算无限平面内含孔板的应力场. 在实际工程中 ,无限平面
内的应力集中问题是比较少见的. 在绝大多数情况下 ,孔的尺寸是不能忽略的. 现在虽然用有限元法能计
算有限板的含孔问题 ,但因其原始数据准备工作量大 ,对于应力变化剧烈的含孔板计算精度低等因素 ,仍
然在工程中不能得到广泛应用
[ 3 ]
. 本文采用弹性力学的复变函数理论、保角映射技术及边界配点的最小
二乘法相结合的计算复变函数方法分别计算含有一圆孔的有限板、无限板的应力场 ,并编制了相应的 mat2
lab程序.
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