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裂纹几何对平面应力条件下裂纹亚临界扩展的影响

一、引言 一个工程裂纹的生活史包括裂纹的生成,缓慢的亚临界扩展,失稳开裂,快速扩展 (传播)和止裂几个阶段。工程结构,虽不能避免缺陷或裂纹的存在,然而一般讲失稳开裂是不能允许的。因此研究由裂纹生成到开裂的亚临界扩展过程是非常重要的。亚临界扩展有环境的因素,如疲劳,蠕变及应力腐蚀等;也有材料和结构本身的向题。理论与实验研究表明,当裂纹体材料为延性材料或很薄时,随着外载的慢慢增加,裂纹也在缓慢而稳定地扩展。本文主要研究此类的亚临界扩展。在航夭航空结构中多系薄壁结构,因此,此项研究对航夭航空结构就更为重要。亚临界扩展的研究在学术上也有重要价值,它要牵涉到裂纹尖端塑性区研究,在裂纹扩展时,尚要处理变化的边界条件和局部卸载问题。正是这些原因,讯多研究者对此发生了兴趣〔l一1“〕。 Lee和Liebowitz〔l〕研究了裂纹扩展过程中,塑性能随裂纹尺寸之变化,对所研究的裂纹体,塑性能与裂纹尺寸成直线关系,将塑性能作为控制裂纹扩展的参数,de...  (本文共6页) 阅读全文>>

《山东建材学院学报》1987年02期
山东建材学院学报

光弹贴片法加强效应的修正

引言 随着科学技术和生产的发展,光弹贴片法从航天工程、军事工程到日常的工业生产、乃至采矿和土木工程都得到了应用。光弹贴片法不仅可测定各种复杂构件表面的应变和应力,能得到整个应力场的分布状况,准确地测定应力集中现象,对实际结构物进行现场实测,而且还能用于不同领域(如弹性状态、弹塑性状态、动态应力、热应力、残余应力及断裂力学等等)的研究。 在应用光弹贴片法测定构件表面应力时,必须考虑因加强效应引起的误差而对其进行修正。有些文献对此问题作过一些讨论,但都很不全面不深入,且局限于平面应力和平面弯曲问题加强效应修正的概述,未涉及组合间题的修正。 鉴于光弹贴片法得到愈来愈广泛的应用,因而对加强效应的修正有必要进行深入、细致地探讨,使所测量的结果得到较精确的修正,以满足工程实际的需要。 光弹贴片法基本原理 光弹性贴片牢固地粘贴在构件表面上,当构件受载后,贴片与构件表面一起变形,构件表面的应变完全传递给贴片,则贴片中各卢的应变与构件表面相应点的...  (本文共7页) 阅读全文>>

《力学学报》1988年01期
力学学报

幂硬化介质中平面应力动态裂纹的尖端弹塑性场

一、引言 裂纹尖端场的渐近解,在断裂力学的理论研究中有着十分重要的地位,因为它为断裂准则的建立提供宏观力学方面的依据. 在裂纹尖端弹塑性场的研究中,平面应力状态下尖端场的渐近行为,要比平面应变更为困难.对于静止的I型裂纹,Hutchinson川(1968)曾给出一个应力场的渐近解,其中含有应力的间断线.对于准静态扩展裂纹,高玉臣、黄克智〔2J对于理想塑性材料,曾经进行了十分详细的研究,其结果令人怀疑问题的解的存在性.这样,为了寻求扩展的平面应力裂纹的渐近解,就必须从动力学方程出发作进一步的探索. 高玉臣〔3,采用动力学方程,解决了平面应力动态裂纹的理想塑性情况.在工程实际中,材料更符合幂硬化规律;本文运用动力学方程,对幂硬化介质中平面应力的动态裂纹尖端场进行了渐进分析.首先假设在裂纹尖端附近当一。时,应力具有(畔)‘的奇异性,从而得到了尖端场的渐近方程,最后求得了裂纹尖端附近应力一应变场的渐近解。二、基本方程 Xi(f~1,2)...  (本文共12页) 阅读全文>>

《西安矿业学院学报》1989年03期
西安矿业学院学报

进一步发展平面应力相似模型

用平面应力模型,进行矿山压力相似材料模拟,尽管有一系列缺点,但它造价低,便于量测,仍在广泛应用。本文结合西安矿业学院矿山压力实验室近几年所作的实验,分析平面应力模型在矿压研究中所起的作用,并对其发展和改善提一些粗浅的看法。1和现场岩层破坏规律相似是模拟的前提 由于现场岩体结构的复杂性及诸多影响因素,按一般矿压模拟的“强度、几何、容重”相似三原则,远不能保证实验结果反映现场矿山压力显现的基本规律。以强度为例,岩石试块的强度与现场岩体强度相差很大,而要准确模拟影响岩体的弱面分布和力学特征,在现有的矿山压力模型不可能实现,对平面应变模型和立体模型也一样。为解决这一问题,在已完成的“无煤柱开采的相似材料模似实验方法”课题中,提出了典型化模拟与原型化模拟相结合,达到模型与现场原型开采中破坏规律基本相似的原则。即在基本遵循三相似原则的基础上,着重研究岩体弱面和结构特征的影响和工程效应,考虑甄平面应力模型的特征,先进行原型化模拟,使模型实验反...  (本文共6页) 阅读全文>>

《上海力学》1983年02期
上海力学

关于“平面应力中临界应力强度因子的厚度效应”一文的讨论

由于“平面应力中临界应力强度因子的厚度效应”(以下简称“平应”)一文忽视了裂纹表面自由的条件,自然我们会提出疑问:非协调解所引起的误差是否真会因为裂纹尖端处的应力奇异性而迅速增大以至我们必须考虑协调的问题,“平应”一文所给出的“协调解”及其关于临界应力强度因子的厚度效应的讨论是否还有意义?本文的目的就是希望通过作一些定性的分析来给出我们所需要的解答。 为使叙述方便起见,我们记叫,;为“平应”一文所给出的满足如下边界条件的协调解(记L为裂纹表面),,:二0,,}:=砂端’1.=N.;瑞’}.=O蜡’】.二N.(1)又设可户,为满足如下边界条件的协调解晴,!:=o,咐,1一a盆、!一二:粼,卜=o嘴,!:=一种;(2)利用迭加原理可知a:,=a方)十a护为满足我们所考虑的I型问题的边界条件:二0,a,,1.二“二:1.=N.:二0多::,1.=o(3)的协调解。众所周知,决定I型裂纹问题的关键性应力分量是a”,而且是它在,=o和裂纹...  (本文共2页) 阅读全文>>

《清华大学学报(自然科学版)》1984年01期
清华大学学报(自然科学版)

I型平面应力准静态稳恒裂纹扩展

一、引言 目前在对弹塑性扩展裂纹尖端场的研究中,对皿型问题的研究比较充分。就材料来说,对理想塑性材料中的扩展裂纹的研究也已取得不少成果。引epyan’‘’,高玉臣’‘’及Rice等’‘’得到了理想塑性体中的1型平面应变稳恒扩展裂纹尖端场。对幂强化材料,高玉臣、张晓堤、黄克智“,”得到了皿型稳恒裂纹扩展的渐近解。高玉臣和黄克智‘”还对1型平面应变问题(。=g)得到了渐近解。但是幂强化及理想塑性材料中的1型平面应力稳恒扩展裂纹解至今还未得到过。 扩展裂纹尖端场的解析求解在数学上存在着相当大的困难,因而常常不得不较多地采用数值解。在裂纹稳恒扩展的有限元分析中,Dean和Hutchinson‘”采用让有限元网格随裂纹扩展而移动的方法分析了亚型及1型平面应变的稳恒裂纹扩展。本文将这种方法推广于1型平面应力稳恒裂纹扩展问题的分析。 裂纹稳恒扩展的特征是:对一个随扩展的裂纹尖端而移动的观察者来说,他所看到的裂尖附近的弹塑性应力应变场是不随时间...  (本文共11页) 阅读全文>>