镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区分析

裂纹尖端塑性区对研究裂纹开裂扩展具有重要意义.应用Hill屈服准则和考虑拉-剪耦合的修正Hill屈服准则,对镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区进行了分析.得到了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹尖端塑性区.对镍基单晶合金板内裂纹尖端塑性区与各向同性材料板内裂纹尖端塑性区进行了比较.讨论了拉-剪耦合、Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹复合比及温度对裂...     

复合型裂纹扩展的最大塑性区尺度准则

为了预测复合型裂纹呈滑移型（Ⅱ型）的断裂，在此提出了复合型裂纹扩展的最大塑性区尺寸断裂判据。该准则成功地预测了金属材料复合型裂纹呈滑移型（Ⅱ型）断裂的裂纹开裂角和临界荷载，同时认为金属材料裂纹扩展的动力来源于形状改变比能的释放，与体积应变能无关。将其结果与最大剪应力准则相比，取得了较为一致的结果。因此，结果表明：该准则在预测复合型裂纹呈Ⅱ型断裂上是成功的。     

复合型裂纹扩展的形状改变比能准则

为了预测金属材料裂纹在小范围屈服时的延性断裂，以复合型裂纹为研究对象，将裂纹前缘塑性屈服区内的总形状改变比能用于建立复合型裂纹的断裂准则。该准则表明了金属材料裂纹在扩展过程中，起决定作用的是形状改变比能，而不是整个应变能。能成功地预测了复合型裂纹的启裂角度以及临界荷载，将其结果与Sih的S准则和实验数据结果进行了比较。结果表明，复合型裂纹扩展的形状改变比能准则，在预测裂纹启裂角方面优于S准则，并且预测的临界荷载偏保守。在工程上，将其应用于复合型裂纹断裂判定是安全的。     

16MnR钢复合断裂的塑性区和扩展角

本工作对预制有斜裂纹的16MnR纲试件作了拉伸试验,进行Ⅰ—Ⅱ型复合断裂的研究。本文着重研究了: ·裂纹扩展角的变化; ·塑性区的变化。结果表明,尽管口。判据、S判据、G判据和c,判据等从LEFM观点出发,认为裂纹扩展角(9P)与初始裂纹长度(a。)无关,但延性材料复合型断裂的扩展角却是随a_o的增大而增大的。此外,在加载屈服不太深时,裂纹尖端附近出现一边界近似于对数螺线形的塑性区;当屈服加深到一定程度时,塑性区逐渐由裂纹尖端向后表面扩展,形成一形似“R”的塑性边界;继而不断扩展,直至断裂。     

基于三剪统一屈服准则的复合裂纹断裂分析

基于三剪统一屈服准则,研究了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型复合断裂问题,对复合裂纹的断裂条件进行了分析计算,给出了包含十二面体单元上的2个主剪面应力对材料屈服的共同影响系数b及反映材料拉压性能的参数α的三剪统一屈服断裂因子,并根据裂纹扩展条件及临界状态下断裂因子的取值得到了复合裂纹断裂准则。算例中对35CrMn2材料的复合裂纹的开裂角及断裂因子进行了计算,并给出了影响系数b与开裂角θ0的关系曲线,算例的实验值与数值解的比较结果表明,通过改变参数可使该断裂准则适用于不同性质的材料且该准则可较好地应用于复合断裂问题。     

裂纹尖端位于各向同性材料及正交异性材料界面Ⅰ型裂纹的塑性应力场

本文研究了裂纹尖端位于各向同性材料及正交异性材料两相介质界面并且裂纹位于各向同性材料内Ⅰ型裂纹平面应变问题的塑性应力场．将各向同性材料及正变异性材料分别视为满足Ｍｉｓｅｓ屈服准则及Ｈｉｌｌ屈服准则的理想塑性材料，得到了裂纹尖端塑性应力场．     

裂纹尖端位于各向同性材料及正交异性材料界面I型裂纹的塑性应力场

本文研究了裂纹尖端位于各向同性材料及正交异性材料两个介质界面并且裂纹位于各向同性材料内Ｉ型裂纹平面应变问题的塑性应力场。将各向同性材料及正交异性材料分别视为满足Ｍｉｓｅｓ屈服准则及Ｈｉｌｌ屈服准则的理想塑性材料，得到了裂纺尖端塑性应力场。     

正交异性理想塑性介质中平面应变裂纹尖端应力场

采用了正交异性材料的无量纲应力屈服准则,由平衡方程与屈服准则导出了用于计算裂纹尖端无量纲平均应力的积分方程。对于Ⅰ型和Ⅱ型裂纹,构筑了应力全连续场的各分区。通过数值计算,获得了直角坐标系各应力分量的角分布图。     

一个新的复合型断裂准则

在裂纹尖端周围Ｎａｄａｉ屈服曲线上考虑断裂参数,提出了一个新的复合型断裂准则,这一新的准则能够揭示材料拉压屈服强度不同性能对复合型断裂的影响。     

广义最小塑性区尺寸判据

本文为了解决裂纹扩展问题,介绍一种新的断裂判据。在广义的Von Mises屈服准则基础上,结合裂纹尖端附近的奇异应力场,得到了一个新的判据,名叫广义最小塑性区尺寸判据,结果与参考文献[1]一致。概念清晰,方法简便。     

韧性断裂准则参数标定及其在DP590中的应用

为研究DP590高强钢板材的韧性断裂力学性能,以DF2012韧性断裂准则为理论基础,设计6种包含不同应力状态的拉伸试样来获取材料的塑性流动和断裂参数,采用一种实验-模拟混合方法标定韧性断裂准则的参数.准确地描述材料发生断裂前的塑性行为是韧性断裂准则参数标定的关键,以新提出的各向异性Drucker屈服准则和一种修正的Voce硬化准则表征DP590的塑性行为,使用Fortran语言将该本构模型编译为VUMAT子程序嵌入ABAQUS仿真软件中进行试样的拉伸模拟.实验和模拟对比表明,所构建的本构模型可以准确地预测不同试样沿着轧制方向各个角度的力程曲线.在拉伸实验和标定的本构模型基础上,标定DF2012韧性断裂准则的参数并构建DP590在应力三轴度和断裂应变二维空间中的断裂轨迹.与3种经典的韧性断裂准则Cockcroft-Latham、Clift和Rice-Tracey进行比较,使用Fortran语言将DF2012韧性断裂准则和本构模型一起嵌入ABAQUS仿真软件对不同试样的断裂进行模拟,结果表明:基于实验-模拟混合法标定的DF2012韧性断裂准则能够合理地构建DP590的断裂轨迹曲线和准确地预测不同应力状态下拉伸试样断裂的发生.     

复合型裂纹疲劳扩展的新准则

把最近提出的及计材料拉压屈服强度不同对材料断裂影响的复合型裂纹断裂准则扩充到疲劳裂纹扩展的情况，建立了一个新的复合型裂纹疲劳扩展准则，进而将位移不连续法(一种边界元方法)和本文提出的复合型裂纹疲劳扩展准则结合在一起，用于数值模拟复合型裂纹疲劳扩展过程．对中心斜裂纹板的疲劳扩展的数值模拟结果揭示了材料拉压屈服强度不同对复合型裂纹疲劳扩展的影响。     

复合型裂纹的混合开裂准则

利用两个基本假设：１裂纹启裂方向为裂尖距其近旁等应变能密度线最近的方向;２当裂尖近旁材料的有效应力达到Ｉ型裂纹的临界拉应力时即发生启裂;由此给出了复合型裂纹的应力和能量混合型断裂判据。对临界断裂,准则还计入了尖端损伤区的影响。与实验结果对比证明了混合型断裂准则的有效性。     

Mode II fracture analysis of double edge cracked circular disk subjected to different diametral compression

A detailed analysis of modeⅡstress intensity factors(SIFs) for the double edge cracked Brazilian disk subjected to different diametral compression is presented using a weight function method. The mode Ⅱ SIFs at crack tips can be obtained by simply calculating an integral of the product of mode Ⅱ weight function and the shear stress on the prospective crack faces of uncracked disk loaded by a diametral compression. A semi-analytical formula for the calculation of normalized mode Ⅱ SIF, fⅡ , is derived for different crack lengths (from 0.1 to 0.7) and inclination angles (from 10^。 to 75^。) with respect to loading direction. Comparison between the obtained results and finite element method solutions shows that the weight function method is of high precision. Combined with the authors‘ previous work on modeⅠfracture analysis, the new specimen geometry can be used to study fracture through any combination of mode Ⅰ and mode Ⅱ loading by a simple alignment of the crack relative to the diameter of compression loading, and to obtain pure mode Ⅱ crack extension. Another advantage of this specimen geometry is that it is available directly from rock core and is also easy to fabricate.     

复合型屈服区面积断裂准则

本文利用Mises屈服条件确定的弹塑性边界线,提出了复合型屈服区面积断裂准则。本准则计算值与实验结果相比基本吻合。     

Maximum twin shear stress factor criterion for sliding mode fracture initiation

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｒｅｓｅｎｔｍｉｘｅｄｍｏｄｅｆｒａｃｔｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉａ ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ,ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｃｒｉｔｅｒｉｏｎ[1] ,ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｇｙｒｅ     

一种确定聚碳酸酯裂纹尖塑性区边界的方法

从实验出发提出了一种确定聚碳酸酯裂纹尖塑性区边界的方法指出在圆偏振光场中聚碳酸酯裂纹尖等差线条纹密集区的边界就是塑性区的边界这种方法得到了Tresca屈服条件和平面应力—光律理论的支持在实用中这种方法比较直观测量方便