周边切口短圆柱试件的杆杆型冲击拉伸试验系统的弹塑性有限元分析

基于一维试验原理提出了用带有周边切口的短金属圆柱试件进行平面应变型弹塑性动态断裂韧度的测试方法；对该复杂的动力学系统进行了轴对称的弹塑性有限元分析，并计算了动态围道^J积分；根据对试件功能转换关系的分析和Rice公式的物理意义，提出了用试件两端平功载荷－两端相对位移曲线（P^-△）推广Rice公式计算试件的远场J积分，由此得到的P^-△曲线基本上消除了与裂纹运动无关的质心运动动能的影响。论证了J积分作为裂端的表征参量，且当切口深度比大于70％时，Rice公式有较高的计算精度，为平面应变型弹塑性动态断裂韧度的表征与测试提供了依据。     

某船用钢动态弹塑性断裂韧性的试验测试

描述了利用Hopkinson压杆技术加载三点弯曲试样测试材料动态弹塑性断裂韧性的试验方法。材料的动态应力－应变行为测试在SHPB装置上进行，试样上的动态载荷历史由Hopkinson压杆直接测得，在此基础上，利用自行编制的ANSYS宏程序计算得到J积分历史；与起裂时间相对应的J积分值，即为动态弹塑性断裂韧性。采用上述方法进行了某船用钢的动态断裂试验，首次获得了该钢的动态弹塑性断裂韧性值，为舰船的抗爆能力计算，防动态断裂设计和安全评定提供了基础数据。     

裂纹尖端大范围屈服时的能量耗散率研究

裂纹尖端大范围屈服时的能量耗散率研究李肇飞（青岛建筑工程学院基础部，青岛２６６０３３）随着弹塑性断裂理论研究的不断深入，近年来不少文献采用了能量耗散率的概念．本文对此从理论上进行了论证并结合文献［１，２］中给出的数据，对其物理意义进行了讨论．１理论分...     

裂纹尖端大范围屈服时的能量耗散率研究

裂纹尖端大范围屈服时的能量耗散率研究李肇飞（青岛建筑工程学院基础部，青岛２６６０３３）随着弹塑性断裂理论研究的不断深入，近年来不少文献采用了能量耗散率的概念．本文对此从理论上进行了论证并结合文献［１，２］中给出的数据，对其物理意义进行了讨论．１理论分...     

45钢层裂研究

对４５钢进行了层裂实验，对软回收试件进行了显微金相观测，观察了材料中微损伤的形核、增和聚合机制。将文献［３］中的动态损伤模型编入一维Ｌａｇｒａｎｇｅ有限差分动力学程序，对层裂实验进行了数值模拟，计算结果与实验吻合较好。     

一种弹塑性材料动态起裂韧度的J表征和测试方法

在数值计算的基础上提出了一个弹塑性材料动态起裂韧度的J表征和测试方法．这一方法利用自行研制的间接杆-杆型冲击拉伸试验装置，对周边切口的短圆柱试件实施基于一维试验原理的弹塑性材料动态断裂试验；利用试件两端的平均载荷—相对位移曲线(P-δ)或平均载荷-裂纹张开位移曲线(P-△)，推广Bice远场公式获得动态J积分；采用柔度变化率法确定裂纹起裂点，从而得到动态起裂韧度JJD．这一方法的优点在于利用P-δ或P-△曲线将外力对试件所做的与裂纹运动无关的质心惯性运动动能近似地从总能量中分离出来，且平均载荷P在起裂前以至失稳扩展前是单调增的，同时试验获得的P-δ和P-△曲线光滑，这使得用J积分作为裂纹尖端的表征参量以及用柔度变化率法确定起裂点和失稳点具有坚实的物理基础．     

幂律流体两平行圆板间径向扩散层流进口段流动阻力的分析

在文献￣［２，３］的基础上，将其方法推广到幂律流体流动，首先导出幂律流体两平行圆板间径向扩散层流边界层的动量积分方程和能量积分方程。通过对动量积分方程的求解，对幂律流体的进口段长度以及进口段效应压力损失和流量修正系数进行了分析计算，并且讨论了幂律流体的流动指数ｎ与进口处修正雷诺数Ｒｅ＿１对进口段长度和压力损失系数的影响。特别是当ｎ＝１时，本文的解与文献￣［３］中的解完全一致，因而间接验证了本文结果的可靠性。     

含脱层层合板的能量释放率各型分量分析

本文是文献［１］的继续。文献［１］利用可动边界变分问题，导出了层合板内部脱层前缘各点处的总能量释放的表达式。在此基础上，本文对文献［１］的分析模型作了进一步的完善，导出了层板理论分析下的能量释放率各型分量的表达式，并对圆形脱层进行了计算分析。     

LY12复合型断裂的实验研究

应用有限元方法和断裂实验对铝合金ＬＹ１２在Ｉ＋Ⅱ型复合载荷作用下的弹塑性断裂行为进行了研究，给出了复合型弹塑性断裂的Ｊ积分准则，结果表明：（１）不同复合型下启裂Ｊ积分值满足ＪＩｉ／ＪＩｃ＋ＪⅡｉ／ＪⅡｃ＝１，ＪＭＣ＝ＪＩｉ＋ＪⅡｉ的关系，随Ⅱ型分量增加，启裂的Ｊ积分值ＪＭＣ增加ＪＩＣ为ＪＩＣ的两部；（２）ＪＭＣ值与复合比满足ＪＭＣ＝Ｋ＾２Ｉ．ＪＩＣ／（Ｋ＾２１＋αＫ＾２ＩＩ）＋αＫ＾２Ｉ．ＪＩＣ／     

非牛顿流体注射充模过程的谱分析与二维模拟

为计算热塑性材料在薄的中心开口的圆盘注射充模过程的温度场，速度场和压力场，利用切比雪夫配置法和快速富立叶变换，提出了快速收敛和稳定的计算模型，计算结果和实验结果非常吻合，本文考虑了熔体的非牛顿性和过程的非等温性、非定常性以及计算区域的非定常性，对充模过程各时刻都进行了数值分析；对于时间方向的积分采用Ｃｒａｎｋ－Ｎｉｃｏｌｓｏｎ格式，空间方向的积分采用谱方法［１］。     

反平面扩展裂纹的J积分与COD

给出一个以任意速率扩展的反平面裂纹与路径无关的Ｊ积分，证明Ｊ积分扩展裂纹尖端的张开位移（动态ＣＯＤ）之间有的简单的关系，Ｊ积分与能量释放率，动应力强度因子之间也有简单关系，利用这些关系，给出了动态ＣＯＤ与动应力强度因子之间的关系式。     

On path-independent integrals in three-dimensional nonlinear fracture dynamics

This paper deals with the path-independent integrals in non-linear three-dimensional fracture dynamics.Both the nonli-near elastic case and the elastic-plastic case are considered,and some path-independent integrals have been worked out.Forexplaining the physical meaning of these integrals,a speci-men with plane notch is considered,and the relation betweenthe integral and dynamical crack extension force is establish-ed.Thus.such integrals may serve as a fracture criterionin nonlinear fracture dynamics.     

The applicability of slip-line field theory to contained elastic-plastic flow around a notch

Recent calculations by J.R. Griffiths and D.R.J. Owen (1971) on the growth of the elastic-plastic stresses for the plane strain bending of a V-notched bar reveal an interesting phenomenon : the stress maximum lies some way before the elastic-plastic interface, inside the plastic zone. Later calculations have confirmed this effect, for both work-hardening and perfectly-plastic von Mises and Tresca materials. At low applied loads the calculated stresses conflict with plastic slip-line field theory. This result is important, because it means that notch stresses before general yield cannot readily be deduced by etching up plastically-yielded zones. This paper explains the conflict analytically.     

短裂纹闭合的尺寸效应分析

对循环荷作用下缺口根部静态短裂纹和扩展短裂纹的闭合现象进行了弹塑性有限元分析。考虑不同应力水平和应力比，尤其是零－压载荷对短裂纹的作用。在此基础上提出分析长，短裂纹闭合尺寸效应的修正模型。与实验结果相比，本文模型对短裂纹的闭合预测甚好。     

General forms of elastic-plastic matching equations for mode-Ⅲ cracks near crack line

Crack line analysis is an effective way to solve elastic-plastic crack problems. Application of the method does not need the traditional small-scale yielding conditions and can obtain sufficiently accurate solutions near the crack line. To address mode- Ⅲ crack problems under the perfect elastic-plastic condition, matching procedures of the crack line analysis method axe summarized and refined to give general forms and formulation steps of plastic field, elastic-plastic boundary, and elastic-plastic matching equations near the crack line. The research unifies mode-III crack problems under different conditions into a problem of determining four integral constants with four matching equations. An example is given to verify correctness, conciseness, and generality of the procedure.     

中心小裂纹的弹塑性分析

用修正能量法得到含中心小裂纹平板在均匀载荷作用下的J积分和张开位移的全塑性解。并用弹塑性分析的工程方法得到相应的弹塑性解。结果与无限大板的解作了比校,表明当a/b≤0.05时两者的差别小于5％。而对于a/b>0.05的情况,把无限大板的解用于中心小裂纹的板条可能会产生较大的误差。     

中厚扁壳断裂问题的特征根及特征函数

证明了含任意切口、任意切口边界的多材料中厚扁壳问题的特征根等于相应的平面切口问题和平板弯曲切口问题两部分的特征根组合。进而证明了中厚扁壳切口问题的特征根等于相应反平面切口问题和平面切口问题的组合。中厚扁壳切口问题的特征根及其对应的0级特征函数均可直接按相应的两类基本问题（反平面切口问题和平面切口问题）进行求解。     

Ⅰ型裂纹中低速冲击荷载下起裂韧度测试新方法

为了探寻更加合理的构型试件来研究纯Ⅰ型裂纹在冲击荷载下的起裂及扩展行为, 提出一种新构型试件, 即双倾斜底边中心裂纹试件(double inclined bottom central cracked, DIBCC)。借助于中低速落锤式冲击实验装置进行冲击实验, 通过应力波来使试件内预制裂纹起裂并扩展, 同时利用应变片测试系统监测裂纹起裂时刻, 并采用AUTODYN有限差分软件对实验过程进行数值模拟, 最后计算裂纹的动态应力强度因子, 利用实验测得的起裂时刻, 确定试件的起裂韧度。结果表明:(1)在反射拉伸波作用下, 预制裂纹两侧会产生垂直于裂纹面向外的位移, 使预制裂纹扩张, 从而使裂纹起裂。(2)数值模拟结果与实验结果在裂纹扩展路径上具有一致性, 说明本文中提出的DIBCC构型试件有效, 可以用来测试裂纹在冲击载荷下的断裂韧度。     

General forms of elastic-plastic matching equations for mode-Ⅲ cracks near crack line

Crack line analysis is an effective way to solve elastic-plastic crack problems.Application of the method does not need the traditional small-scale yielding conditions and can obtain sufficiently accurate solutions near the crack line. To address mode-Ⅲ crack problems under the perfect elastic-plastic condition,matching procedures of the crack line analysis method are summarized and refined to give general forms and formulation steps of plastic field,elastic-plastic boundary,and elastic-plastic matching equations near the crack line. The research unifies mode-Ⅲ crack problems under different conditions into a problem of determining four integral constants with four matching equations.An example is given to verify correctness,conciseness,and generality of the procedure.