受弯正交异性复合材料板的裂纹尖端场

本文对受对称弯曲载荷作用的线弹性正交异性复合材料板的裂纹尖端场进行了有关的力学分析。采用复变函数方法推出了裂纹尖端附近的弯矩、扭矩、应力、应变和位移的计算公式。     

相变增韧陶瓷平面应变I型定常扩展裂纹的渐近分析（Ⅱ）

本文采用一种考虑相变剪切变形的陶瓷材料本构关系，对平面应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。     

轴对称金属模具电磁热裂纹止裂中热应力场的分析

为求解金属模具脉冲放电止裂瞬间裂纹尖端附近的热应力场,选择具有半埋藏环形裂纹的金属凹模为研究对象,采用复变函数方法求解了凹模内外环面均匀通入强脉冲电流放电止裂时的热应力场．理论分析结果证实:由于放电瞬间脉冲电流的绕流集中效应,使金属凹模内部环形裂纹尖端附近金属迅速升温,金属熔化形成堆焊,并由于瞬间温升产生热压应力场．研究结果表明:应用电磁热效应止裂技术可以减小裂纹尖端的应力集中,形成的热压应力场有效地阻止金属模具中干线裂纹源的开裂趋势,达到了裂纹止裂目的．     

楔型向错偶极子和裂纹的干涉效应

研究了晶体材料中一个楔型向错偶极子与裂纹的弹性干涉效应．运用复变函数方法获得了复势函数和应力场的封闭形式解答,导出了裂纹尖端应力强度因子和作用在向错偶极子中心点像力的解析表达式．获得了向错偶极子的位置、方向和偶臂长度对裂纹尖端应力强度因子的影响规律,并讨论了裂纹附近向错偶极子的平衡位置．结果表明向错偶极子靠近裂纹尖端时,对应力强度因子有明显的屏蔽或反屏蔽作用．     

两种材料角区尖端裂纹异性分析

本文分析两种材料角区尖端产生的裂纹现象·设裂纹位于两种材料角区的分角线上，利用问题的几何和材料对称性，可将原问题分解为对称和反对称两种状态·通过特征展开法，分别导出两种状态下裂纹的特征方程，进而计算出不同材料比值和角区张角下的特征值序列，其中最小正特征值可用来反映裂纹的奇异性程度，最后推导出裂纹尖端附近位移应力表达式·     

探讨一种新的复合型断裂判据——塑性区最短距离r_(min)判据

裂纹尖端塑性区的存在是抗裂的重要因素,在同一个塑性区上,哪个方向上塑性区距离最短(指裂纹尖端到塑性区边缘的距离),裂纹就最容易从哪个方向上扩展.将复合型裂纹尖端应力分量代入R.von Mises屈服条件,得到裂纹尖端塑性区的边界方程:r表示从裂纹尖端到塑性区边缘的距离,裂纹沿rmin方向扩展,即由条件确定裂纹扩展方向.材料破坏的形式之一是在剪应力作用下产生滑动,在复杂受力下,八面体剪应力就是促使这种破坏的作用力.裂纹尖端附近某一点的八面体剪应力为:可令上式中B是一个和裂纹大小、形状以及外加应力有关的量.它的大小反映了裂纹尖端附近应力场的强弱.显然它可作为裂纹临界扩展的判据.当B达到临界值BC时,裂纹开始扩展,即B=BC,用本判据理论研究Ⅰ型裂纹问题,得到本判据理论是根据弹性力学八面体剪应力和R.von Mises屈服条件建立起来的,它把断裂力学和传统的力学理论联系了起来,概念清楚、计算简便.从电算结果来看,它比S判据、(σθ)_max判据,G判据更合理、更准确些.     

相变增韧陶瓷平面应变Ⅰ型定常扩展裂纹的渐近分析(Ⅱ)*

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.     

纯扭各向异性复合材料板断裂分析的复变函数方法

对受纯扭载荷作用的线弹性各向异性纤维复合材料板裂纹尖端附近的应力场进行探讨.选取带复参数的挠度函数,利用复变函数方法和待定系数法,借助边界条件,确定复参数,从而推出了裂纹尖端附近的弯矩、扭矩、应力和位移计算公式.所得到的公式在有关的断裂分析中有一定的实用价值和参考作用,最后给出了数值算例.     

含有直线状裂纹正交异性板的平面问题的应力函数

本文的解析对象为含有一与主轴呈任意角度直线状裂纹的无限大正交异性板的平面问题.采用加权积分法导出了能够表现裂纹尖端附近有限应力集中特征的应力函数.这样的计算模型消除了裂纹尖端的奇异性,可以比较真实地反映非金属材料微裂区的力学行为.     

含内聚裂纹弹性体的能量释放率与断裂能

根据内聚裂纹模型,含裂纹的弹性体在裂纹尖端附近存在一内聚区,内聚区断裂参数表达是其核心研究内容.该文假定弹性平板直线裂纹尖端存在一带状内聚区,并由一条虚拟线裂纹代替,其张开位移与内聚力存在确定的非线性函数关系.以Ⅰ型边裂纹为例,导出了满足虚拟裂纹条件的解析解;在此基础上给出了物理裂纹尖端扩展的能量释放率G_a、内聚裂纹尖端扩展的能量释放率G_b的计算公式;讨论了G_b,J积分和断裂能G_F之间的关系;从理论上证明了临界能量释放率G_bc就是断裂能G_F,G_bc可以作为含内聚区材料裂纹失稳扩展的断裂参数.提出的方法适用于所有含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型内聚裂纹的弹性体.     

Driving force acting on a running crack

The asymptotic analysis of the dynamic crack problem for the anti‐plane shear mode is provided. The field near the crack tip is studied in detail for a nonlinear elastic incompressible material whose stored energy behaves asymptotically as a power of the first invariant of the strain tensor at large strains. It is shown that the hardening parameter characterizes fully the singularity degree of the near‐crack‐tip field. Based on the latter knowledge the driving force acting on the crack tip is calculated. Possible scenarios of the crack propagation are discussed.     

裂纹尖端场弹塑性分析的加权残数法及塑性应力强度因子的计算

本文以幂强化材料,平面应变情形为例,系统地提出了裂纹尖端场弹塑性分析的加权残数法,并根据此法,得出了裂纹尖端场的解析式弹塑性近似解.在此基础上.对整个裂纹区域,构造了弹塑性解叠加非线性有限元计算塑性应力强度因子的方法,从而为裂纹尖端场和整个裂纹体的分析和计算,提供了一个方法.     

Experimental study about nano-deformation field near quasi-cleavage crack tip

Using the nano-moiré method, we measure the near tip nanoscopic deformation on the [111] plane of single crystal silicon with a loaded quasi-cleavage crack running in the [110] direction. The measured strain distribution ahead of the crack tip agrees with the linear elastic fracture mechanics prediction up to 10 nm from the crack tip. Dislocations of Peierls type are detected and they extend from the crack tip over a length of hundreds of Burgers vectors.     

求解双材料裂纹结构全域应力场的扩展边界元法

在线弹性理论中,复合材料裂纹尖端具有多重应力奇异性,常规数值方法不易求解.该文建立的扩展边界元法(XBEM)对围绕尖端区域位移函数采用自尖端径向距离r的渐近级数展开式表达,其幅值系数作为基本未知量,而尖端外部区域采用常规边界元法离散方程.两方程联立求解可获得裂纹结构完整的位移和应力场.对两相材料裂纹结构尖端的两个材料域分别采用合理的应力特征对,然后对其进行计算,通过计算结果的对比分析,表明了扩展边界元法求解两相材料裂纹结构全域应力场的准确性和有效性.     

断裂分析的小波数值方法

利用小波具有的良好局部化特性,用小波函数对位移场进行逼近,建立了小波数值计算格式,模拟了裂纹尖端的奇异性问题.算例求出了裂纹尖端的应力强度因子,数值结果显示出该方法具有良好的数值精度     

理想塑性固体中逐步扩展裂纹的弹塑性场

本文从三维的塑性流动理论出发,导出了关于理想塑性固体平面应变问题的基本方程。利用这些方程,分析了不可压缩理想塑性固体的逐步扩展裂纹顶端的弹塑性场。得到了关于应力和速度的一阶渐近场。分析了弹性卸载区的演变过程和中心扇形区的发展过程。预示了出现二次塑性区的可能性。最后给出了关于应力场二阶渐近分析。     

纯弯曲矩形截面梁Ⅰ型单边裂纹端部的应力应变场及裂纹失稳扩展临界应力的计算

本文应用文[1]的分析方法,研究了纯弯曲矩形载面梁Ⅰ型单边裂纹端部的应力应变场,给出了裂纹尖端的应力应变分量和计算裂纹端部弹性变形区和变形强化区宽度的公式以及计算裂纹失稳扩展临界应力的方程组。最后用计算实例对裂纹失稳扩展临界应力方程组进行了验证,最大误差不超过0.18%.