[发明专利]减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法

权利要求书

1.减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法，其特征是，对于复杂几何形状孔，在孔周焊接衬入杨氏模量沿法向连续递增变化的功能梯度材料加强环，此加强环的形状与孔的形状一致。

2.根据权利要求1所述的减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法，其特征是，复杂几何形状孔包括圆形孔、椭圆形孔、三角形孔、正方形孔和矩形孔。

3.根据权利要求1所述的减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法，其特征是，在映射平面ζ中，加强环厚度t的范围取为0.05r_N≤t≤0.2r_N，其中r_N为ζ平面几何孔半径。

4.根据权利要求1所述的减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法，其特征是，在映射平面ζ中，杨氏模量递变规律公式为：

$E\left(r\right)=E_p{\left(\frac{r}{r_N}\right)}^n$

其中，E_p表示板内的杨氏模量，r为ζ平面中半径。

5.根据权利要求4所述的减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法，其特征是，梯度指数值n的取值范围为0＜n≤5。

6.根据权利要求1所述的减小复杂几何形状孔附近应力集中的方法，其特征是，应力集中的计算过程包括以下步骤：

步骤S1，在z平面中，利用分层均匀化方法将杨氏模量沿法向连续变化的功能梯度材料加强环分解为N层厚度相等的薄环；

步骤S2，利用保角变换函数从z平面映射到ζ平面，原z平面的N层均质薄环转变为ζ平面的N层同心圆环；根据映射关系，建立ζ平面环及板内应力场表达式及ζ平面中的每个圆环内复势函数表达式；

步骤S3，计算在ζ平面中的每个圆环内复势函数，基于ζ平面环及板内应力场的表达式求得环和板内的应力场。