正交各向异性弹塑性材料Ⅲ型定常扩展裂纹尖端的渐近场

采用Hill弹塑性理论对正交各向异性弹塑性材料Ⅲ型定常扩展裂纹问题进行分析。给出了应力、应变和位移的渐近场解。对不同的Mach数以及各向异性参数的场解进行计算,考察这些参数对裂纹尖端的影响,为给出合理的断裂韧度准则提供理论依据。     

正交异性理想弹塑性材料Ⅲ型稳恒扩展裂纹尖端场

本文假定R.HiIl屈服准则,从Ⅱ型稳恒扩展裂纹问题的基本方程出发,研究了正交异性理想弹塑性材料的情形,给出了尖端场分区的应力和应变表达式,形式上得到了位移的主项rIn(R_0/r)~2和rIn(R_0/r)。     

蠕变材料扩展裂纹尖端场的渐近分析

利用弹粘性模型,对Ⅰ型扩展裂纹的渐近问题进行了研究,通过地裂纹扩展问题的分析,给出了所有渐近解的形式。分析结果表明,准静态解仅仅是动态解的一种特殊形式,解的统一性得到了充分证明。     

正交各向异性弹塑性幂硬化材料Ⅲ型静止裂纹的尖端场

本文采用Hill弹塑性理论.合出正交各向异性材料Ⅲ型静止裂纹的尖端场,其结果表明:在裂纹尖端附近各向异性材料的应力应变奇异性与各向同性材料的结果相同.但它们的幅度受各向异性的影响.通过数值计算可以清楚地看出这种影响的结果并根据这些理论结果给出了合理的断裂准则.     

双理想弹塑性材料静止界面裂纹尖端场的构造

对于面两侧为具有不同屈服强度的理想弹塑性材料，本文给出在平面应变条件下静止界面裂纹尖端应力场的构造。讨论了同一介质内部以及界面两侧的连续条件。在一定条件下，给出应力单参数渐近场解。应力的分布依赖于材料常数Ｅ１，Ｅ２以及材料参数ｍ（ｍ＝Ｋ１／Ｋ２，为屈服强度比）①．关键词：     

双材料界面动态扩展裂纹尖端的渐近场

建立了弹性-粘弹性材料Ⅲ型界面裂纹动态扩展的力学模型，求得了裂尖应力、应变和位移场分离变量形式的渐近解及其数值结果。在蠕变变形第二阶段，弹性变形和粘性变形同时在裂尖场中占主导地位，（σ,ε）∝r^-1/(n-1)。讨论了材料参数n和M对裂尖场的影响。数值计算表明：裂尖场受粘弹性材料的粘性指数n的影响较大。     

理想可压弹塑性介质中Ⅰ型准静态扩展裂纹端的局部场渐近分析

Gao(1982)和 Drugan(1983)曾分别给出了可压(v<1/2)理想弹塑性介质中Ⅰ型定常扩展裂纹平面应变问题的渐近解,然而高玉臣(1986)又提出 Gao 和 Drugan 给出的结果导致应变率一级渐近协调方程产生矛盾,因此是不恰当的。本文在高玉臣(1986)给出的应力函数渐近展开级数的基础上,给出了不同的渐近解。发现表征材料可压特性的函数 Q 的零级渐近近似值不为零,从而裂纹邻域局部应力场和应变率场与 Gao 和 Dru-gan 的结果具有不同的形式。特别地塑性应变率在均匀应力区具有r~(-1)(1nR/r)~(-1)阶奇异性,在中心扇形区有 r~(-1)阶奇异性。在整个裂尖邻域应变率具有r~(-1)阶奇异性。本文所给的结果不会导致应变率一级渐近协调方程产生矛盾。     

可压缩粘弹性材料Ⅰ型动态扩展裂纹尖端场

为了研究粘性效应作用下的动态扩展裂纹尖端渐近场,建立了可压缩粘弹性材料Ⅰ型动态扩展裂纹的力学模型,推导了可压缩材料Ⅰ型动态扩展裂纹的本构方程.在稳态蠕变阶段,弹性变形和粘性变形同时在裂纹尖端场中占主导地位,应力和应变具有相同的奇异量级.通过渐近分析求得了裂纹尖端应力、应变和位移分离变量形式的渐近解,并采用打靶法求得了裂纹尖端应力、应变和位移的数值结果,给出了应力、应变和位移随各种参数的变化曲线.数值计算表明,弹性可压缩变形对Ⅰ型裂纹尖端应力场影响甚微,而对应变场和位移场影响较大.裂纹尖端场主要受材料的蠕变指数n和马赫数M控制.当泊松比v=0.5时,可以退化为不可压缩粘弹性材料Ⅰ型动态扩展裂纹.     

粘弹性材料Ⅲ型动态扩展裂纹尖端场

建立了粘弹性材料Ⅲ型动态扩展裂纹的力学模型 ,求得了裂纹尖端应力、应变和位移分离变量形式的渐近解 .当粘性幂指数n≤ 3时 ,(σ ,ε) ∝r-1/2 ;当n >3时 ,(σ ,ε) ∝r-1/(n-1) ;当n→∞时 ,应力、应变场的奇异性消失 .裂尖场主要受粘性幂指数n和马赫数M控制 ,当M→ 0时 ,动态解趋于准静态解     

压力敏感性材料准静态扩展裂纹尖端场

为了研究压力敏感性材料的准静态扩展裂纹尖端场,建立了压力敏感性材料准静态扩展裂纹的力学模型.在稳态扩展阶段,应力和应变具有相同的奇异量级,即(σ,ε)∝r-1/(n-1).引入Airy应力函数,通过渐近分析得出了裂纹尖端应力和应变的分离变量形式的渐近解,并采用双参数打靶法求得了裂纹尖端应力和应变的数值结果.数值计算结果表明,裂尖场主要受材料的泊松比v,和幂硬化指数n的控制.通过对裂纹尖端场的渐近分析,从应变角度出发,提出了压力敏感性材料准静态扩展裂纹的断裂判据.     

韧性-脆性材料界面上定常扩展裂纹尖端的渐近场:反平面剪切

对韧性-脆性材料界面上定常扩展裂纹尖端的应力、应变进行弹塑性分析,给出了应力、应变和位移的渐近场解.对不同的Mach数以及裂纹尖端混合参数(Near-Tip Mixture Parameter)进行计算,考察这些参数对场的影响,为给出合理的断裂韧性准则提供理论依据.     

橡皮类材料平面应力问题的裂尖场

本文采用完全非线性弹性理论,研究了橡皮类材料在Ⅰ型荷载作用下的平面应力裂纹问题,指出,裂尖变形由两个收缩区和一个扩张区组成,裂尖应力场具有R~(-2nδ)的奇异性.     

正交异性粘弹性材料Ⅰ型裂纹尖端场研究

研究正交异性粘弹性材料在对称载荷作用下,裂纹尖端的应力与位移分布。首先利用La—place积分变换法,将正交异性粘弹性问题转化为拉普拉斯空间的正交异性弹性问题进行求解;其次,在正交异性弹性材料板裂纹尖端解的基础上,利用准静态粘弹性-静态弹性对应原理,得到Laplace域内正交异性粘弹性裂纹尖端的解;最后采用F-Durbin数值方法将其作逆变换,求得正交异性粘弹性材料Ⅰ型裂纹尖端的数值解。通过在力作用开始时的粘弹性解与相同条件下的弹性解进行对比,表明采用F-Durbin数值反演方法可以得到更精确的解。     

应用散斑放大技术确定裂纹尖端应变场

应用激光散斑放大技术对１６Ｍｎ钢三点弯曲裂纹试件进行了测试。提取了裂纹尖端附近１ｍｍ区城内的位移信息，然后应用小变形几何关系换算成应变场。对裂纹扩展规律进行了探讨。实验结果与最大拉应变准则相符。     

Ⅰ型裂纹受突加荷载时裂尖应力场的非局部理论解

本文应用非局部场理论分析了工型裂纹在突加荷载作用时裂尖应力场的问题,利用Ｅｒｉｎｇｅｎ提出的简化场方程导出了该问题的对偶积分方程．并通过数值计算方法得到该问题的数值解,结果表明在裂纹尖端应力场是非奇异的。     

Ⅲ型裂纹受突加荷载作用时裂尖应力场的非局部理论解

本文应用非局部场理论分析了Ⅲ型裂纹受实加荷载作用时裂尖应力场的问题,利用Ｅｒｉｎｇｅｎ提出的简化场方程导出了该问题的对偶积分方程,并通过数值计算方法得到该问题的数值解,结果表明在裂纹尖端应力场是非奇异的。     

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     

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。