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平面应力Ⅰ型准静态扩展裂纹尖端场的弹粘塑性分析

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机械工程学报 2011年第8期47卷 99-103页

作者：贾斌李加雷庞宝君王振清哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

由于材料率敏感性的影响,蠕变材料中裂纹尖端场的分析更加复杂。采用弹粘塑性力学模型,并假设粘性系数为等效塑性应变率的幂函数,推导出理想弹塑性材料的一种率敏感型本构关系。通过量级匹配表明裂纹尖端场具有幂奇异性,奇异性指数由粘... 详细信息

由于材料率敏感性的影响,蠕变材料中裂纹尖端场的分析更加复杂。采用弹粘塑性力学模型,并假设粘性系数为等效塑性应变率的幂函数,推导出理想弹塑性材料的一种率敏感型本构关系。通过量级匹配表明裂纹尖端场具有幂奇异性,奇异性指数由粘性系数中的幂指数唯一确定。推导出平面应力条件下准静态扩展裂纹尖端场的控制方程,并给出I型裂纹的边界条件。采用双参数打靶法,结合各材料参数的可能取值范围,对控制方程进行了数值求解,并讨论裂尖场特性随各材料参数的变化规律。结果表明当材料服从理想塑性规律时,裂纹尖端的应力场是连续的,不存在某些无粘性解中出现的不合理间断线。裂尖场应力强度由材料的粘性所控制,泊松比对于裂尖场没有影响,并且不存在弹性卸载区。

关键词：扩展裂纹裂纹尖端粘塑性平面应力

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扩展裂纹尖端弹塑性场

力学学报 1994年第1期26卷 38-48页

作者：魏悦广王自强中国科学院力学研究所

本文通过对幂硬化材料中平面应变Ⅰ型裂纹的扩展过程进行精细的弹塑性有限元计算，给出扩展裂纹尖端附近环形区域内弹塑性场的分布。首次提出适用于扩展裂纹尖端环形区域的三项解。其中旨项为ＨＲＲ奇异解；第二项反映三轴应力的强弱；... 详细信息

本文通过对幂硬化材料中平面应变Ⅰ型裂纹的扩展过程进行精细的弹塑性有限元计算，给出扩展裂纹尖端附近环形区域内弹塑性场的分布。首次提出适用于扩展裂纹尖端环形区域的三项解。其中旨项为ＨＲＲ奇异解；第二项反映三轴应力的强弱；第三项与ＨＲＲ奇异性项相比还含有线性项，并指出：扩展裂纹尖端环形区域弹塑性应力应变场的分布和强弱可由Ｊ－Ｑ－ｋ＿２三参量刻划。此结论适用于不同试样几何，不同材料硬化指数以及由小范围屈服至全面屈服的不同屈服程度。

关键词：扩展裂纹弹塑性场断裂力学

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扩展裂纹缺陷评定方法的优化研究

清华大学学报（自然科学版） 1990年第2期30卷 8-14页

作者：董亚民郝苏黄克智工程力学系

裂纹扩展的缺陷评定方法，越益受到了人们的重视，美国ＥＰＲＩ提出的“裂纹推力图”方法，虽然准确合理，但方法偏于繁复，尚难于向工程界推广。清华大学力学研究所曾先后提出几种评定方法，以期使评定过程得以简化。在此基础上，文... 详细信息

裂纹扩展的缺陷评定方法，越益受到了人们的重视，美国ＥＰＲＩ提出的“裂纹推力图”方法，虽然准确合理，但方法偏于繁复，尚难于向工程界推广。清华大学力学研究所曾先后提出几种评定方法，以期使评定过程得以简化。在此基础上，文章提出 “相容应力增量”法作为优化方法，它将使全部评定过程大为简化，从而为扩展裂纹的缺陷评定方法向工程界推广创造便利条件。

关键词：扩展裂纹缺陷评定失稳阻力曲线优化

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扩展裂纹的动态COD

哈尔滨工业大学学报 1999年第3期31卷 88-89页

作者：陈俊英吕念春程靳哈尔滨工业大学航天工程与力学系

利用文献[1]给出的扩展裂纹与路径无关的J积分，该积分适用于以任意可变速率扩展的裂纹动力学问题．并推导了J积分与动态COD及动应力强度因子K（t）之间的关系．利用厂积分有可能建立适用于裂纹扩展全过程：起裂、失稳扩展及止裂阶段的... 详细信息

利用文献[1]给出的扩展裂纹与路径无关的J积分，该积分适用于以任意可变速率扩展的裂纹动力学问题．并推导了J积分与动态COD及动应力强度因子K（t）之间的关系．利用厂积分有可能建立适用于裂纹扩展全过程：起裂、失稳扩展及止裂阶段的断裂准则．

关键词：动态COD 扩展裂纹裂纹张开位移断裂力学

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扩展裂纹尖端弹塑性场的仿真模拟

中国科学（A辑） 1994年第12期24卷 1286-1292页

作者：魏悦广王自强 LNM 中国科学院力学研究所北京100080

通过对紧凑拉伸试样裂纹扩展实验的有限元仿真模拟以及对中心裂纹试样和三点弯曲试样的精细有限元计算和分析,证实了稳态扩展裂纹尖端附近环形区内应力场三参数J-k_2-Q表征的有效性。研究结果进一步表明:在扩展裂纹尖端附近的环形区域内... 详细信息

通过对紧凑拉伸试样裂纹扩展实验的有限元仿真模拟以及对中心裂纹试样和三点弯曲试样的精细有限元计算和分析,证实了稳态扩展裂纹尖端附近环形区内应力场三参数J-k_2-Q表征的有效性。研究结果进一步表明:在扩展裂纹尖端附近的环形区域内,因试样几何类型的不同,存在着不同类型的双参数主导区。对紧凑拉伸试样和弯曲裂纹试样,在裂关附近环形区内存在着J-k_2主导区;而对中心裂纹试样,在裂尖附近环形区内则存在着J-Q主导区。在一般情况下,应由J-k_2-Q三参数表征。

关键词：扩展裂纹弹塑性场仿真模拟断裂力学

相变增韧陶瓷平面应变Ⅰ型定常扩展裂纹的渐近分析(Ⅱ)

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应用数学和力学 1997年第7期18卷 639-646页

作者：张浠叶裕恭核工业总公司中南工学院衡阳421001 中国科学院力学研究所北京100080

本文采用一种考虑相交剪切变形的陶瓷材料本构关系，对平面应变Ⅰ型定常扩展裂纹尖端场进行渐近分析．给出了裂纹尖端附近环形域内的应力、速率分布以及应力奇异性指数．对不同材料参数下的变化规律进行了详细的分析和讨论．

关键词：相变增韧陶瓷扩展裂纹结构陶瓷裂纹尖端场

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理想塑性材料中Ⅱ型扩展裂纹的尖端场

铁道学报 1996年第6期18卷 110-115页

作者：陈少华高玉臣北方交通大学

以位移势、应力函数为基本未知量，对理想塑性材料中准静态扩展的Ⅱ型平面应变裂纹进行了分析，推导了渐近方程，并求得数学封闭解，由数值计算得到了各分区的角度值。裂尖场分为三个区，即扇形区、弹性卸载区和均匀应力区，应变具有（... 详细信息

以位移势、应力函数为基本未知量，对理想塑性材料中准静态扩展的Ⅱ型平面应变裂纹进行了分析，推导了渐近方程，并求得数学封闭解，由数值计算得到了各分区的角度值。裂尖场分为三个区，即扇形区、弹性卸载区和均匀应力区，应变具有（ｌｎ（１／ｒ））２的奇异性。

关键词：准静态扩展裂纹尖端场塑性材料断裂力学

不同韧性金属扩展裂纹尖端Gao-Hwang奇异场的实验研究

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固体力学学报 1993年第2期14卷 115-123页

作者：刘宝琛蔺书田清华大学北京100084

用云纹法和光学空间滤波技术,测量了六种不同应变硬化指数(n)的铝和铜金属材料双边裂纹,单向拉伸试件的扩展裂纹尖端三维位移场.利用试验得到的位移场,分析了位移奇异性,并与G-H 理论解进行了比较.由试验的位移场数据确定了理论解中两... 详细信息

用云纹法和光学空间滤波技术,测量了六种不同应变硬化指数(n)的铝和铜金属材料双边裂纹,单向拉伸试件的扩展裂纹尖端三维位移场.利用试验得到的位移场,分析了位移奇异性,并与G-H 理论解进行了比较.由试验的位移场数据确定了理论解中两个待定常数A 和ε_■,给出了Ⅰ型、平面应力、幂硬化材料,扩展裂纹尖端奇异场的比较形式.在理论与试验位移场相差±10%的误差范围内,确定了试验的G-H 奇异场主导区范围、形状,并对结果进行了分析.试验表明:扩展裂纹尖端存在[ln(A/r)]~■奇异主导区.在本试验应变硬化指数为n=3.5→14的六种材料范围内,这个主导区形状由蝶形发展到扁圆或圆形.G-H 奇异主导区的尺寸和形状与材料、试件几何尺寸、外载形式有关.在G-H 场内部存在着三维变形区,裂纹尖端断裂过程区在此三维变形区内.随着外载荷不断增加,裂尖三维变形区内将出现典型的韧性损伤现象:首先在晶界或二相夹杂处,出现孔洞,然后孔洞逐渐长大,汇合,导致宏观裂纹扩展.载荷比较低时,在G-H 场外边还将有弹性场存在,随着载荷增加,G-H 场也在向外扩大.

关键词：金属奇异场裂纹尖端扩展裂纹

焊接力学不均匀性对316L焊缝扩展裂纹端部场的影响

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热加工工艺 2015年第9期44卷 181-184页

作者：赵凌燕薛河方秀荣桂元奎西安科技大学理学院陕西西安710054 西安科技大学机械学院陕西西安710054

由于接头组织和材料力学特性的不均匀,特别是当焊接热影响区的硬化对应力腐蚀破裂有重要的促进作用时,核电一回路316L管道焊接接头的应力腐蚀裂纹更容易扩展。考虑到焊接力学不均匀性,本文分析了恒应力强度因子(KI)和恒载荷条件下316L... 详细信息

由于接头组织和材料力学特性的不均匀,特别是当焊接热影响区的硬化对应力腐蚀破裂有重要的促进作用时,核电一回路316L管道焊接接头的应力腐蚀裂纹更容易扩展。考虑到焊接力学不均匀性,本文分析了恒应力强度因子(KI)和恒载荷条件下316L管道焊缝扩展裂纹尖端的局部应力应变场。研究结果表明,由于焊接力学不均匀性和裂纹长度的影响,恒KI和恒载荷条件下,扩展裂纹端部力学场有很大差异;恒载荷对扩展裂纹尖端应力应变的影响比恒KI要大得多。

关键词：应力腐蚀破裂焊接力学不均匀性扩展裂纹应力强度因子