Ⅲ型裂纹动静态解的一致性

用摄动展开法分析了理想弹塑性材料中定常动态扩展Ⅲ型裂纹前方近裂纹线场区域的应力应变场。证明了动态解与准静态解的一致性以及动态解不存在与速度有关的奇异性。     

Ⅲ型裂纹非对称动态扩展解的基本形式

通过复变函数论的方法,对Ⅲ型裂纹非对称动态扩展解的基本形式进行推导。采用自相似函数的途径可获得解析解的一般表达式,使得问题相应地简化,并具有一定的普遍性。应用该法可迅速地将所讨论的问题转化为Keldysh-Sedov问题,而这一类问题容易用通常的Muskhelishvili方法解决。利用已获得的解析解和叠加原理,可求得任意复杂问题的解。     

Ⅲ型裂纹的二个动态扩展问题

通过复变函数论的方法,对Ⅲ型裂纹的2个动态扩展问题进行研究.本文提出了裂纹动态扩展的1个新的力学模型,即裂纹坐标原点分别受增加载荷Px/t、Pt3/x2的作用,采用自相似函数的方法将所讨论问题迅速转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了该模型的应力、位移和应力强度因子的解析解.利用这些解并采用叠加原理,即可求...     

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     

刚性-粘弹性界面Ⅲ型裂纹尖端场动态解的研究

建立了刚性－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,在稳态蠕变阶段,弹性变形和粘性变形同时在裂尖场中主导地位,（σ,ε）∝r^-1(n-1);在稳态蠕变出现之前,裂尖场中弹性变形占主导地位,裂尖场为K场;在稳态蠕变结束之后,裂尖场中粘性变形占主导地位,裂纹尖端场解趋于理想材料的情况,应力、应变场不具有奇异性,讨论了材料参数n和M对裂尖场的影响。     

蠕变材料Ⅲ型准静态扩展裂纹尖场构造分析

采用弹粘塑性力学模型,对蠕变材料中Ⅲ型准静态扩展裂纹尖端场进行了渐近分析.在线性硬化条件下,裂纹尖端的应力和应变场具有相同的幂奇异性,奇异性指数由材料的粘性系数唯一确定.数值计算结果表明,材料的硬化系数主导裂尖场的分区构造,但二次塑性区对裂尖场的影响较小.材料的粘性主导裂纹尖端应力和应变场的强度,同时对裂尖场的构造有一定影响.当硬化系数为零时,裂尖场退化为粘弹性-理想塑性解.     

蠕变材料Ⅲ型准静态扩展裂纹尖端场构造分析

采用弹粘塑性力学模型,对蠕变材料中Ⅲ型准静态扩展裂纹尖端场进行了渐近分析.在线性硬化条件下,裂纹尖端的应力和应变场具有相同的幂奇异性,奇异性指数由材料的粘性系数唯一确定.数值计算结果表明,材料的硬化系数主导裂尖场的分区构造,但二次塑性区对裂尖场的影响较小.材料的粘性主导裂纹尖端应力和应变场的强度,同时对裂尖场的构造有一定影响.当硬化系数为零时,裂尖场退化为粘弹性-理想塑性解.     

刚性—粘弹性材料界面Ⅱ型裂纹准静态扩展的渐近解

在准静态扩展条件下,研究了刚性－粘性材料界面Ⅱ型裂纹尖端场的分布问题。通过量级分析得出在粘性、弹性变形同时占主导地位时,应力、奕变具有相同的奇异性量级。推导了问题的控制方程、界面连接条件,求得了裂纹尖端应力场的渐近解,讨论了材料参数对场分布的影响。由于在非稳态扩展中稳态场是占主导地位的,因而问题的研究方法可为工程实践问题的研究提供参考依据。     

刚性一粘弹性材料界面Ⅱ型裂纹准静态扩展的渐近解

在准静态扩展条件下,研究了刚性-粘性材料界面Ⅱ型裂纹尖端场的分布问题.通过量级分析得出在粘性、弹性变形同时占主导地位时,应力、应变具有相同的奇异性量级.推导了问题的控制方程、界面连接条件,求得了裂纹尖端应力场的渐近解,讨论了材料参数对场分布的影响.由于在非稳态扩展中稳态场是占主导地位的,因而问题的研究方法可为工程实践问题的研究提供参考依据.     

变载荷作用下Ⅲ型裂纹扩展的解析解

通过复变函数论的方法,对变载荷P t、P t/x作用下裂纹动态扩展的反平面问题分别进行研究.应用该法可以迅速地将所论问题转化为R iem ann-H ilbert问题,通过自相似函数的方法就可以获得解析解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.     

Ⅰ型裂纹非对称动态扩展解的基本形式

采用复变函数论方法,对Ⅰ型裂纹非对称动态扩展解的基本形式进行推导.用自相似函数的方法获得解析解的一般表达式,使问题相应地简化,并具有一定的普遍性.应用该法可以迅速地将所论问题转化为Keldysh-Sedov问题,而这一类问题容易用通常的Muskhelishvili方法解决.利用已获得的解析解和叠加原理,即可求得任意复杂问题的解.     

I型裂纹非对称动态扩展解的基本形式

采用复变函数论方法,对Ⅰ型裂纹非对称动态扩展解的基本形式进行推导.用自相似函数的方法获得解析解的一般表达式,使问题相应地简化,并具有一定的普遍性.应用该法可以迅速地将所论问题转化为Keldysh-Sedov问题,而这一类问题容易用通常的Muskhelishvili方法解决.利用已获得的解析解和叠加原理,即可求得任意复杂问题的解.     

Ⅲ型定常扩展裂纹尖端的黏弹性--理想塑性场

假设扩展裂纹尖端的人工黏性系数与塑性应变率的幂次成反比,推导出理想弹塑性材料的一种率敏感型本构关系．假定应力和应变都具有相同的幂奇异性,对定常扩展裂纹尖端的应力和应变场进行了渐近分析．通过量级分析,讨论了弹性、塑性及黏性3者的匹配条件．对Ⅲ型动态扩展裂纹进行了具体的分析和计算,讨论了解的性质随各参数的变化规律．对相应的准静态问题进行了渐近分析,通过与裂纹扩展速度趋于零时的动态解相比较,表明准静态解是动态解的特例,从而解决了无黏性分析中动态解不能退化为准静态解的矛盾．分析与计算结果表明,黏性效应是扩展裂纹尖端场的一个重要因素．     

准静态Ⅲ型扩展裂纹尖端的粘塑性场

采用一种新的弹性一粘塑性模型,对弹性一粘塑性介质中准静态Ⅲ型扩展裂纹进行了渐近分析.分析计算结果表明,在裂纹尖端附近应力和应变具有幂函数奇异性,文中给出了不同粘性系数情况下裂尖场的奇异性指数,并给出了应力场的角函数变化规律.     

考虑初始等距共线微裂纹列影响的Ⅲ型裂纹体的蠕变断裂分析

在工程中,特别是对长期持续荷载作用下带裂纹的构件,裂纹扩展寿命的预测是一个十分的问题,由于混凝土、岩石等材料中存在着大量的初始微裂纹,要研究这一类材料断裂问题就必须研究主裂纹与微裂纹之间的相互作用,依据宏观裂纹－微裂纹相互作用模型和蠕变裂应力强度因子理论,对具有初始等距共线微裂纹列影响的反平面Ⅲ型裂纹体的蠕变断裂问题进行了分析,并给出了混凝土Ⅲ型裂纹体的蠕变断裂应力强度因子与裂纹体初始应力强度因子的关系。     

I型动态扩展裂纹尖端场的渐近方程

由于准静态扩展裂纹存在着许多矛盾,而动态解当马赫数Ｍ→０时,又不能够退化为准静态解。因此,有必要引入新的本构模型来重新研究裂纹尖端扬。作者采用弹粘塑性模型,对Ｉ型扩展裂纹尖端场的渐近问题进行了研究,给出了平面应变情况下的本构方程。位移,应变,应力被用幂级数展开,因此揭示了场的渐近特性。由于粘性的引入,消除了塑性激波,而且当表征裂纹扩展速度的马赫数Ｍ→０时,动态解可以退化为准静态解,从而证明了准静态     

非线性损伤材料中Ⅲ型裂纹尖端场

为了研究损伤对裂纹尖端场的影响，在Krajcinovic一维脆性材料损伤模型的基础上，从宏观的唯象角度出发，采用连续损伤力学中的热力学内变量理论，推导出三维空间非线性损伤材料的本构方程，建立了一种非线性应变损伤模型，得出非线性损伤材料皿型裂纹尖端应力、应变和损伤场的解析表达式及其数值计算结果．经过分析得出损伤指数n和损伤变量D对裂尖场的影响较大，应力、应变为有限值，不具有奇异性，从而在理论上解释了实际材料在有限应力下破坏的现象，与工程实际相符．     

Ⅲ型动态扩展裂纹尖端场的奇异性研究

采用文献［１］中提出的弹性粘塑性模型，分析了Ⅲ型动态扩展裂纹尖端的应力应变场文中给出了适当的位移模式，推导了渐近方程并求得了数值解分析和计算表明，当粘性较小时，裂纹尖端场具有对数奇异性；而当粘性较大时，裂尖场具有幂函数奇异性对于临界粘性情况，两种奇异性得到了统一本文结果揭示了粘性对裂尖场的支配作用     

变载荷Pxmtn作用于Ⅲ型裂纹面的动态扩展问题

采用复变函数论的方法,对变载荷Pxmtn作用于Ⅲ型裂纹面的动态扩展问题进行研究.利用自相似函数的方法获得应力、位移和动态应力强度因子的解析解.应用该法可以轻易地将所讨论的问题转化为Riemann——Hilbert问题,然后按照Muskhe lishvili方法即可得到问题的闭合解.利用这些解和叠加原理,即可求得任意复杂问题的解.     

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.