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Ⅱ型Ⅲ型动态裂纹尖端断裂过程区近似评估方法

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工程力学 2020年第7期37卷 223-229页

作者：姬晨濛戚承志北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖中心2011节能减排协同创新中心北京100044

动态裂纹尖端断裂过程区轮廓的确定问题仍然是一个没有得到完全解决的问题。基于弹性动力学的理论和复应力函数方法,提出一种伪应力函数方法,用于近似评估动态裂纹尖端应力场。通过与已知应力场计算结果对比,验证了伪应力函数的正确性... 详细信息

动态裂纹尖端断裂过程区轮廓的确定问题仍然是一个没有得到完全解决的问题。基于弹性动力学的理论和复应力函数方法,提出一种伪应力函数方法,用于近似评估动态裂纹尖端应力场。通过与已知应力场计算结果对比,验证了伪应力函数的正确性。利用此近似方法通过Von Mises强度准则和Tresca强度准则,分别确定了不同强度准则条件下、不同裂纹扩展速度下断裂过程区的轮廓。计算结果表明:II型和III型动态裂纹尖端断裂过程区关于裂纹面对称分布,随着裂纹扩展速度增大而增大。当裂纹传播速度接近瑞利波速时,断裂过程区变化加剧。利用Tresca强度准则计算得到的动态裂纹尖端断裂过程区面积比利用Von Mises强度准则计算得到的断裂过程区的面积大。

关键词：动态裂纹断裂过程区应力函数应力场裂纹扩展速度

顶爆作用下锚固硐室围岩动态裂纹分布及产生机理

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采矿与安全工程学报 2012年第2期29卷 245-249页

作者：王光勇任连伟郭佳奇河南理工大学深部矿井建设重点学科开放实验室土木工程学院河南焦作454000 中国科学技术大学近代力学系安徽合肥230026

利用动态数值模拟软件,研究了锚固硐室在顶爆作用下的裂纹分布,并对裂纹产生机理进行了分析。通过应力波的传播过程和与模型试验裂纹分布对比,得出数值模拟的结果比较可靠。随着爆炸应力波的传播,主要在地表和硐室表面由于反射拉伸产生... 详细信息

利用动态数值模拟软件,研究了锚固硐室在顶爆作用下的裂纹分布,并对裂纹产生机理进行了分析。通过应力波的传播过程和与模型试验裂纹分布对比,得出数值模拟的结果比较可靠。随着爆炸应力波的传播,主要在地表和硐室表面由于反射拉伸产生"层裂",以及在锚杆之间和拱脚侧面产生大量裂纹。通过对比毛硐和锚固硐室裂纹分布,发现毛硐的裂纹明显比锚固硐室分布广、粗,这说明锚杆的抗爆效果比较好。

关键词：岩石力学隧道工程锚固硐室动态裂纹数值分析

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动态裂纹积分变换法中的数学问题

应用数学和力学 2004年第3期25卷 228-232页

作者：边文凤王彪贾宝贤哈尔滨工业大学汽车学院山东威海264209 哈尔滨工业大学复合材料研究所和光电信息中心哈尔滨150001

　引入势函数,形成运动微分方程,对运动微分方程和各种响应进行Laplace变换及Fourier正弦、余弦变换,最后求解由边界条件形成的对偶方程———这种研究动态裂纹的方法已经被广泛使用并成为比较系统的方法·　以一种模型为例,对其推演过... 详细信息

　引入势函数,形成运动微分方程,对运动微分方程和各种响应进行Laplace变换及Fourier正弦、余弦变换,最后求解由边界条件形成的对偶方程———这种研究动态裂纹的方法已经被广泛使用并成为比较系统的方法·　以一种模型为例,对其推演过程进行了研究,最后发现:此方法在数学推演时,存在着不严密的问题,推演结果带有偶然性。

关键词：势函数积分变换动态裂纹对偶方程

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动态裂纹的位错模型

哈尔滨工业大学学报 1999年第1期31卷 86-88页

作者：陈俊英王刚胡浩哈尔滨工业大学航天工程与力学系

静态裂纹的位错模型已有广泛的研究，而动态裂纹的动态位错模型研究得不够．本文提出动态增生位错模型，并给出了它的应力场，利用这一模型，建立了适用于动态裂纹问题的奇异积分方程．用这种方法求得了受运动阶跃载荷问题的解，并进一... 详细信息

静态裂纹的位错模型已有广泛的研究，而动态裂纹的动态位错模型研究得不够．本文提出动态增生位错模型，并给出了它的应力场，利用这一模型，建立了适用于动态裂纹问题的奇异积分方程．用这种方法求得了受运动阶跃载荷问题的解，并进一步求得了运动裂纹的Ｄ－Ｍ模型的位错分布函数及裂纹张开位移．

关键词：位错裂纹应力场断裂动力学动态裂纹

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Dugdale模型的动态裂纹扩展问题

哈尔滨工业大学学报 2004年第5期36卷 693-696页

作者：贾薇吕念春程靳沈阳工业学院材料科学与工程分院辽宁沈阳110168 哈尔滨工业大学航天工程与力学系黑龙江哈尔滨150001

为研究材料非线性特性下的裂纹动态扩展问题,并进一步揭示固体的动态断裂规律,通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的Dugdale模型的动态扩展问题进行研究.采用自相似函数的方法可以获得解析解.应用该法可以迅速地将所论问题转化... 详细信息

为研究材料非线性特性下的裂纹动态扩展问题,并进一步揭示固体的动态断裂规律,通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的Dugdale模型的动态扩展问题进行研究.采用自相似函数的方法可以获得解析解.应用该法可以迅速地将所论问题转化为Riemann-Hilbert问题,并可以相当简单地得到问题的闭合解.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.

关键词： Dugdale模型动态裂纹扩展解析解裂纹面复变函数

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粘性超弹性材料中动态裂纹的振荡传播

粘性超弹性材料中动态裂纹的振荡传播

作者：陈盛伟四川大学

学位级别：硕士

对于材料破坏的研究已经有很长的历史了，但还有不少问题需要解决。直到现在，动态断裂领域对裂纹的分叉做了大量研究，并且取得了很多成绩。但是，要在理论或数值模拟中预测断裂的路径还是比较困难。近来，动态断裂领域出现了一些有... 详细信息

对于材料破坏的研究已经有很长的历史了，但还有不少问题需要解决。直到现在，动态断裂领域对裂纹的分叉做了大量研究，并且取得了很多成绩。但是，要在理论或数值模拟中预测断裂的路径还是比较困难。近来，动态断裂领域出现了一些有意思的实验结果，而这些结果用现有理论难以解释。比如当一个氢气球爆破以后，如果仔细检查，常常可以看到一些碎片的边缘呈波纹状。这是由于在裂纹的传播过程中，裂纹尖端沿着传播方向的中线上下振荡所形成的。几年前，Deegan等人对上述现象进行了系统地实验研究。一张天然橡胶薄膜(典型的粘性超弹性材料，以下简称超粘弹材料)，同时在长宽两个方向施加200％量级的应变，然后用针在薄膜的一端戳个洞，得到了楔形的裂纹开口，并且拍摄到了裂纹尖端的振荡。本工作就是试图在数值模拟中重现这个有趣的现象，从而找到控制裂纹振荡的关键物理机制。我们采用离散元模型，研究了超粘弹材料中动态裂纹扩展的振荡行为。该模型考虑了超粘弹材料的非局域效应，即计算了离散元第二近邻的贡献。数值模拟的结果显示裂纹尖端沿正弦状曲线快速扩展，并且，在不同的双轴应变下，计算了裂纹路径的波长和振幅，与Deegan等人的实验结果相符。为了解裂纹振荡如何发生，我们仔细地研究了裂纹尖端附近的应力分布和速度分布。对于振荡或没有振荡的情况，裂纹尖端的应力分布都是新月形的，没有实质的不同。但速度分布就不同。在裂纹尖端的前方发现了负速度区(元的速度与裂纹传播的方向相反)。负速度区域似乎可以产生剪切运动，有助于尖

关键词：离散元模型粘性超弹性非局部效应动态裂纹

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飞机结构动态裂纹失稳扩展破坏控制要求

工程力学 1995年第A1期12卷 1-5页

作者：王俊扬

对飞机结构动态裂纹失稳扩展破坏控制的基本原理，破坏控制部位，裂纹失稳扩展的抑制，残存结构的剩余强度，止裂措施的设计与验证要求，以及疲劳裂纹扩展破坏控制计划等作了论述。新一代飞机结构若能实现止裂控制，将会大大减少发生灾... 详细信息

对飞机结构动态裂纹失稳扩展破坏控制的基本原理，破坏控制部位，裂纹失稳扩展的抑制，残存结构的剩余强度，止裂措施的设计与验证要求，以及疲劳裂纹扩展破坏控制计划等作了论述。新一代飞机结构若能实现止裂控制，将会大大减少发生灾难性疲劳破坏的概率。

关键词：动态裂纹失稳扩展飞机结构破坏控制

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动态裂纹迅速扩展的数值分析

上海交通大学学报 1985年第3期 101-108页

作者：章林上海交通大学工程力学系

本文运用有限元法对双悬臂梁（DCB）试件动态裂纹迅速扩展进行了分析,指出当采用线性位移场的单元时,线性释放节点约束力是合理的。实例计算表明:动态裂纹尖端应力强度因子计算值与实验值能较好地符合,同时对文中提出的两参数——动态... 详细信息

本文运用有限元法对双悬臂梁（DCB）试件动态裂纹迅速扩展进行了分析,指出当采用线性位移场的单元时,线性释放节点约束力是合理的。实例计算表明:动态裂纹尖端应力强度因子计算值与实验值能较好地符合,同时对文中提出的两参数——动态裂纹尖端张开角及材料止裂时的裂纹尖端张开角——的计算结果表明:它们与动态裂纹尖端应力强度因子 K1D及材料止裂韧性 K1A等价。建议在动态裂纹迅速扩展及止裂分析中也可采用此参数。

关键词：裂纹尖端张开角止裂计算结果动态裂纹应力强度因子力学因子数值分析数学分析

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动态裂纹稳定性的分子动力学研究

世界地震译丛 1999年第6期30卷 67-79页

作者： P.Gumbsch S.J.Zhou B.L.Holian 左兆荣左如斌中国地震局地球物理研究所中国地震局分析预报中心

为了估算几个物理因素对动态裂纹稳定性的影响,进行了一系列分子动力学模拟。这些因素是由各种实验潜势模拟得到的晶体结构和原子间的相互作用。对于低温下脆性裂纹的扩展,我们发现稳态裂纹的速度被限制在一个易于达到的数值区间内。当... 详细信息

为了估算几个物理因素对动态裂纹稳定性的影响,进行了一系列分子动力学模拟。这些因素是由各种实验潜势模拟得到的晶体结构和原子间的相互作用。对于低温下脆性裂纹的扩展,我们发现稳态裂纹的速度被限制在一个易于达到的数值区间内。当增加过载并且远远超过 K_(Ic)时,裂纹以稳态速度扩展并迅速达到终止速度,即约为0.4个瑞利波速度。终止速度的幅值可能与原子间相互作用的非线性有关。进一步增加过载并未显著地改变稳态速度,却明显地增加了来自裂纹尖端的声发射幅度。受载裂纹进而失稳,其形式可为劈裂、位错辐射或分岔。裂纹的失稳与由键裂事件产生的局部相干的声子场的建立紧密相关。失稳的形式主要取决于晶体结构和裂纹系的结晶学产状,但也可能与易于产生的位错运动有关。

关键词：动态裂纹稳定性分子动力学材料