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本文利用和提出的考虑鲍氏效应的塑性硬化(即各向异性硬化)模型,通过引入一表征各向异性硬化效应的参数β,得到了幂硬化材料的本构方程。分析了Ⅲ型定常扩展裂纹尖端的弹塑性场,得到了对数奇异性的解。给出了尖端附近应力应变场的可能变化范围,及裂纹的开口位移。并对真实解作出了预期。 相似文献
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I型定常扩展裂纹尖端的弹黏塑性场 总被引:1,自引:1,他引:1
考虑材料在扩展裂纹尖端的黏性效应,假设黏性系数与塑性应变率的幂次成反比,对幂硬化材料中平面应变扩展裂纹尖端场进行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了I型裂纹数值解的性质随各参数的变化规律. 分析表明应力和应变均具有幂奇异性,并且只有在线性硬化时,尖端场的弹、黏、塑性才可以合理匹配. 对于I型裂纹,裂尖场不含弹性卸载区. 当裂纹扩展速度趋于零时,动态解趋于准静态解,表明准静态解是动态解的特殊形式;如果进一步考虑硬化系数为零的极限情况,便可退化为Hui和Riedel的非线性黏弹性解. 相似文献
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采用弹性-粘塑性本构模型,对幂硬化粘塑性介质中反平面剪切动态扩展裂纹尖端的应力,应变场进行了渐近分析,给出了反平面剪切动态扩展纹尖端场的渐进方程。分析结果表明,在裂纹法端应力具有(lnR/r)1/n-1的奇异性,应变具有(lnR/Rn/n-1的奇异性。从而提示了幂硬化粘塑材料反平面剪动态扩展裂纹尖端场的渐近行为。 相似文献
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压-剪混合型定常扩展裂纹尖端的弹黏塑性场 总被引:1,自引:2,他引:1
假定黏性系数与塑性等效应变率的幂次成反比,考虑其黏性和裂纹面摩擦接触效应
建立了压-剪混合型定常扩展裂纹尖端弹黏塑性场的渐近方程,求得了裂纹尖端场不含应力、应变间
断的数值解. 并讨论了压-剪混合型裂纹数值解随各个参数的变化规律,计算结果
和分析表明,压-剪混合型裂纹尖端场是满塑性的,不含有弹性卸载区,黏性效应是研究扩展裂纹尖端场时的一个重要因素.
无论混合裂纹趋近I型还是趋近II型,静水压力随摩擦系数的增加都是增加的,裂纹面摩擦
效应是阻止裂纹扩展速度的因素,且摩擦作用越强,裂纹尖端场的韧性越高. 相似文献
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1.引言硬化材料的裂纹定常扩展是估计材料裂纹扩展阻力的重要课题。文献[1—2]分别用一种适用于裂纹定常扩展的有限元方法,分析了各向同性硬化材料的裂纹定常扩展问题。然而,大多数工程材料都表现出某种程度的鲍辛格效应,即材料在硬化过程中具有各向异性的性质。扩展裂纹尖端附近的材料经历了加、卸载甚至可能是反向加载的过程。因此,必须计入各向异性硬化的情况。Ibragimov用运动硬化理论讨论了Ⅲ型裂纹的定常扩展。文[4—5]研究了各向异性硬化材料的裂纹尖端渐近场。 相似文献
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扩展裂纹尖端弹塑性场 总被引:1,自引:0,他引:1
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。 相似文献
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刚性-粘弹性材料界面Ⅰ型动态扩展裂纹的尖端场 总被引:2,自引:0,他引:2
裂纹尖端渐近场的研究是断裂力学研究的重要课题之一。为了研究粘性效应作用下的界面动态扩展裂纹尖端渐近场,建立了刚性.粘弹性材料界面Ⅰ型动态扩展裂纹的力学模型;在稳态蠕变阶段,弹性变形和粘性变形同时在裂纹尖端场中占主导地位,应力和应变具有相同的奇异量级,即(σ,ε)∝r-1/(n-1)。当n→∞,幂硬化粘弹性材料动态扩展裂纹尖端场与Freund给出的理想塑性材料动态扩展裂纹尖端场具有相近的奇异量级;结合运动和协调方程,推导出粘弹性材料动态扩展裂尖场的控制方程。根据问题的边界条件和连续条件,通过数值计算,得到了裂纹尖端连续的分离变量形式的应力、应变和位移场。数值计算表明,裂纹尖端场主要受材料的蠕变指数n和马赫数M的控制,这为解决工程实践中所遇到的相应的问题和建立材料的破坏准则提供理论的参考。 相似文献
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双材料界面中存在材料黏性效应, 对界面裂纹尖端场的分布和界面本身性能
的变化起着重要的影响. 考虑裂纹尖端的奇异性, 建立了双材料界面扩展裂纹尖端的弹黏塑
性控制方程. 引入界面裂纹尖端的位移势函数和边界条件, 对刚性-弹黏塑性界面I型界面
裂纹进行了数值分析, 求得了界面裂纹尖端应力应变场, 并讨论了界面裂纹尖端场随各影响
参数的变化规律. 计算结果表明, 黏性效应是研究界面扩展裂纹尖端场时的一个主要因素,
界面裂纹尖端为弹黏塑性场, 其场受材料的黏性系数、马赫数和奇异性指数控制. 相似文献
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本文讨论对于各向异性硬化材料,裂纹定常扩展过程中,Ⅲ型裂纹的有限元分析的结果.利用数值计算结果,确定了(1)理想弹塑性;(2)各向同性硬化;(3)各向异性硬化三种情况下的局部渐近解的待定系数.得到了Ⅲ型定常扩展裂纹的全场解.指出,对于考虑各向异性硬化的材料,开口位移的近尖端断裂准则与裂纹尖端应变准则所描写的裂纹扩展阻力是不同的.它受到各向异性硬化参数M与硬化指数N的强烈影响. 相似文献
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研究了平面应变条件下幂硬化可压缩材料中定常扩展的Ⅰ型动态裂纹尖端应力应变奇异场.采用J2流动理论和场量直角坐标分量,得到了应力应变奇异性不同时的裂纹尖端渐近场,其中场量的角变化规律和理想弹塑性材料的完全相同 相似文献
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研究了平面应变条件下幂硬化可压缩材料中定常扩展的Ⅰ型动态裂纹尖端应力应变奇异场.采用J2流动理论和场量直角坐标分量,得到了应力应变奇异性不同时的裂纹尖端渐近场,其中场量的角变化规律和理想弹塑性材料的完全相同 相似文献
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本文利用弹一粘一塑性材料力学模型,对动态扩展裂纹尖端的指数奇异性和对数奇异性进行了渐近分析。文中假定,弹性阶段的粘性效应可以略去,仅在塑性应变中粘性才起作用,对于这种模型,推导出了其率敏感型的本构关系。以Ⅱ型裂纹为例,进一步推导了两种奇异性下裂纹尖端场的渐近微分控制方程,并进行了数值仿真分析。同时讨论了粘性系数α、马赫数M^2对裂纹尖端应力应变场的影响,即,弹粘塑性材料扩展裂纹的奇异性取决于其粘性系数和马赫数,粘性系数较大时,裂纹尖端场具有对数奇异性;粘性系数较小时,裂纹尖端场具有指数奇异性。修正了文献中对数奇异性区域的大小;解释了文献中过渡区的成因;给出了过渡区尖端应力场解的形式,从而建立了裂纹尖端场的统一解。 相似文献
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考虑材料的黏性效应建立了II型动态扩展裂纹尖端的力学模型,假设黏性
系数与塑性等效应变率的幂次成反比,通过分析使尖端场的弹、黏、塑性得到合理匹配,并
给出边界条件作为扩展裂纹定解的补充条件,对理想塑性材料中平面应变扩展裂纹尖端场进
行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了II型裂纹数值解的性质随各参
数的变化规律. 分析表明应力和应变均具有幂奇异性,对于II型裂纹,裂尖场不含弹性卸载
区. 引入Airy应力函数,求得了II型准静态裂纹尖端场的控制方程,并进行了数值分析,
给出了裂纹尖端的应力应变场. 当裂纹扩展速度($M\to 0$)趋于零时,动态解趋
于准静态解,表明准静态解是动态解的特殊形式. 相似文献
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考虑材料的黏性效应建立了Ⅱ型动态扩展裂纹尖端的力学模型,假设黏性系数与塑性等效应变率的幂次成反比,通过分析使尖端场的弹、黏、塑性得到合理匹配,并给出边界条件作为扩展裂纹定解的补充条件,对理想塑性材料中平面应变扩展裂纹尖端场进行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了Ⅱ型裂纹数值解的性质随各参数的变化规律.分析表明应力和应变均具有幂奇异性,对于Ⅱ型裂纹,裂尖场不含弹性卸载区.引入Airy应力函数,求得了Ⅱ型准静态裂纹尖端场的控制方程,并进行了数值分析,给出了裂纹尖端的应力应变场.当裂纹扩展速度(M→0)趋于零时,动态解趋于准静态解,表明准静态解是动态解的特殊形式. 相似文献