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复合材料损伤因子理论的探讨

0 弓 言 复首材料兵有侦多的优点,Jfe工程材付中比强卜、比刚度最大的材料,因而逐渐得到了广泛的应用。为保证复合材料使用的可靠性,必须深入研究它的破坏规律及其断裂准则问题。由于复合材料具有很大的发展潜力,其发展快慢多半又取决于人们对其断裂性能的了解程度。众所周知,线弹性断裂力学对预示均质各向同性村料的断裂规律取得了极大成功,但是对于纤维复台材料这样的非均质各间异性材料,线弹性断裂力学仅对极其有限的俏况适用,即裂纹处于材料的对称面内,并且裂纹开裂方向必须是共线(或共面)的,对于其它断裂情况线弹性断裂力学则表现出无能为力。 由于复合材料断裂行为的影响因素较多,其断裂性能比金属等单一材料更为复杂。根据材料内部缺陷尺寸大小的不同,材料呈现出两种不同的断裂模式,即当缺陷尺寸小于某一临界值时,在外加应力作用下缺陷并不扩展,材料以总体损伤(general damage)模式破坏3当材料中缺陷的尺寸大于某一临界值时,材料将以裂纹扩展(crac...  (本文共4页) 阅读全文>>

《哈尔滨船舶工程学院学报》1992年02期
哈尔滨船舶工程学院学报

应变损伤材料Ⅲ型动态扩展裂纹尖端的弹塑性场

O引言 裂纹尖端的应力应变场是断裂理论的核心课题之一对于线弹性材料,由于应力强度因子的引人②,使裂尖场问题得到了彻底解决.对于非线性材料,裂尖场的属性十分复杂,它对于材料属性,裂纹状态均十分敏感,因而派生出许多研究课题.而这些课题的结果彼此差别很大,无法统一起来. 对于理想塑性材料,首先由chitalcy和Mcclintock③给出了准静态111型扩展裂纹的结果.对于准静态I型扩展裂纹,当泊桑比,姜时,渐近解的构造十分复杂,在文献’一~一‘--一”一~.一-一一’“一~~-一’~一’-一’2一”犷’一八’一”‘一’~~~”一‘、~’(4〕中对于这一间题给出了完整的渐近解.对于动态扩展裂纹,Gao和Nemat一Nasser对I,11,nI型问题进行了全面研究,得到了裂纹尖端场的渐近行为〔5〕. 对于幂硬化材料,准静态扩展裂纹尖端的渐近行为首先由Gao和Hwang给出.对于动态扩展裂纹.Gao和Nema卜Nasscr对I,n,111...  (本文共9页) 阅读全文>>

《四川建材学院学报》1993年04期
四川建材学院学报

塑性情况下预制V型裂纹尖端应力强度因子的修正

O 前 言 在预制V型裂纹尖端应力强度因子的研究一文h中,作者已求得弹性应力情况下的应力场和位移场公式,同时得到了弹性情况下的应力强度因子Kvt.如下列各式所示。KvIv/丽+c。s导c。s萼,±c。s导c,~si-,詈幽、碧,1一。。。昙。。。挈)±。。。导(1+幽、娶。i。誓)k 1)一000可000可)±00。可(1十。。“了。¨1可”(【). 30 , 30、 -”’虿±cO。i’ j式中的x。y坐标系如图1所示。詈前的符号按sin0≥0时取“+”号.sIll0+告。in∞i 厶 l 对于平面应力情形, 6。一8。一0把(7)、(8)两式代入流动条件(4)式,解出其中的r得: r一当[导sin。e+sin。(导±詈)] 27c6两n。÷’ 。 ’(4)(5)(6)(7)(8)(9)此即平面应力情形下V型裂纹尖端塑性区的边界曲线,孚前的符号按sin0≥0时取“+’’号,sinoO时取“一”号。 对于平面应变情形,因为£;一...  (本文共6页) 阅读全文>>

《清华大学学报(自然科学版)》1990年05期
清华大学学报(自然科学版)

裂纹尖端损伤区内细观变形的测量

0引论 在裂纹尖端,细观或微观区域内,材料的损伤现象、孔洞或微裂纹的形成和扩展等问题,用宏观弹塑性理论难于解释,而应用损伤力学分析更为有效。在外载荷作用下,裂纹尖端韧性材料的微观结构将发生变化。原来连续的材料将变成不连续,在材料第二相粒子边界将产生孔洞。Robinnon首先提出孔洞模型。近些年来,不少学者对损伤力学的发展作出了贡献。 本文用莫尔格子法,测量了铝合金试件裂纹尖端 lmm‘小区域内位移场,进而得到应变场,测量了 1600点的位移。对裂纹尖端奇异性进行了分析。观察了孔洞产生,汇合和宏观裂纹扩展过程。并用细观孔洞模型理论进行了分析。1实验基本原理 试件的几何构型及材料特性常数如图叉和表1所示。铝合金材料的应力应变特性关系假设遵循ROmberg-OSgOOd规律:—=al于) 式中:。。,a。代表材料的屈服应变和屈服应力。a为材料常数。n为硬化指数。表中 E为弹性模量, v为油松比。试件用电火花加工一个 0.lmm x 4...  (本文共8页) 阅读全文>>

《力学学报》1991年04期
力学学报

氢对体心立方金属裂纹尖端变形过程的影响

裂纹尖端的应力应变分布是研究材料断裂过程,建立正确的断裂准则的前提,受到了人们的高度重视.1977年McMeeking用有限元方法对I型载荷下无硬化及幂硬化材料在裂纹尖端的应力应变场进行了分析,得到了裂尖应变分布田和大范围屈服时的裂尖应力应变场圈.近年来,Ric。‘习结合晶体塑性变形特征,研究了体心立方和面心立方理想弹塑性晶体拉伸裂纹尖端应力应变场,并进一步给出了幂硬化材料平面应变条件下的裂纹尖端渐近场.但是由于裂尖局部区域的塑性变形及应力状态受到材料微观组织,缺陷等许多因素的影响,使得在这方面还需进行大量的工作.而氢对裂尖应力应变场影响的研究,则更少有报道. 为了探讨材料断裂过程,特别是氢致断裂过程,就必须研究裂纹尖端的变形过程及氢对裂纹尖端塑性变形的影响.因此,本文用改进后的网格法研究了体心立方晶体结构中裂纹尖端应变分布、塑性变形过程及氢对裂纹尖端应变分布的影响. 一、试样制备及测定裂尖应变的网格法 选用具有晶粒直径大于20...  (本文共6页) 阅读全文>>

《金属学报》1991年01期
金属学报

氢在面心立方金属裂纹尖端变形过程中的作用

褚武扬等〔1,幻用改进的WOL试样,观察到在负载条件下氢促进裂尖区域塑性变形,从而引起开裂.田中卓等〔3〕用正电子湮灭技术测量了40Mn Nb钢恒位移试样充氢使裂尖塑性区扩大,而且在塑性区内的变形量也显著增加,为探讨氢致断裂过程,本文用改进后的网格卜一止七万丽沙l卜-一法研究了氢对面心立方金属裂尖变形过程的影响,以期对氢在金属变形与开那丈程中的作用有进一步认识.创,{钊补Fa忆;guo crackgrid阳t!ern1|||1 1111声‘!.1|I.七?l!‘J--心卜 /,厂户ZQ口1{。、、6试样尺寸和位向Fig·1 Drawing of test speeimen 1实验方法 选用纯Ni经真空区域提纯和定向缓慢凝固,使Ni的一个晶粒定向生长,获得高纯度的Ni单晶体.用X射线劳埃背射法测定了单晶Ni的取向.所有试验均采用预开疲劳裂纹的紧凑拉伸试样.试样的尺寸和位向如图1.试样的制备过程为:在22 x 24 x 3mm的试样...  (本文共5页) 阅读全文>>