ASYMPTOTIC ANALYSIS OF MODE Ⅱ STATIONARY GROWTH CRACK ON ELASTIC-ELASTIC POWER LAW CREEPING BIMATERIAL INTERFACE

A mechanical model was established for mode Ⅱ interfacial crack static growing along an elastic-elastic power law creeping bimaterial interface. For two kinds of boundary conditions on crack faces, traction free and frictional contact, asymptotic solutions of the stress and strain near tip-crack were given. Results derived indicate that the stress and strain have the same singularity, there is not the oscillatory singularity in the field; the creep power-hardening index n and the ratio of Young' s module notably influence the cracktip field in region of elastic power law creeping material and n only influences distribution of stresses and strains in region of elastic material. When n is bigger, the creeping deformation is dominant and stress fields become steady, which does not change with n.Poisson ' s ratio does not affect the distributing of the crack- tip field.     

动态扩展裂纹的若干反平面问题的研究

采用复变函数论，对反平面条件下的动态裂纹扩展问题进行研究。通过自相似函数的方法可以获得解析解的一般表达式。应用该法可以很容易地将所讨论的问题转化为Riemann—Hilbert问题，并可以相当简单地得到问题的闭合解。文中分别对裂纹面受均布载荷、坐标原点受集中增加载荷、坐标原点受瞬时冲击载荷以及裂纹面受运动集中载荷Px／t作用下的动态裂纹扩展问题进行求解，得到了裂纹扩展位移、裂纹尖端的应力和动态应力强度因子的解析解。应用该解并通过叠加原理，就可以求得任意复杂问题的解。     

刚性-粘弹性材料界面Ⅰ型动态扩展裂纹的尖端场

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。     

ASYMPTOTIC ANALYSIS OF MODE Ⅱ STATIONARY GROWTH CRACK ON ELASTIC-ELASTIC POWER LAW CREEPING BIMATERIAL INTERFACE

IntroductionTherearesomeinterfacesinpracticeengineering ,forinstance ,thereareinterfacesbetweenmud_rocklayerwhichhascreepingcharacterindeformationandelasticrocklayer.Oneimportantreasonforthefailureofcasingofoilandwaterwellsisthecreepandglidingofmud_rockalongelasticrocksurface[1].ResearchesofproblemofModeⅡstationarygrowthcrackonelastic_elasticpowerlawcreepingbimaterialinterfacehaveboththeoreticalandengineeringsignificance .Theproblemofinterfacecrackbetweentwoelasticmaterialhadbeenfirstlystudi…     

理想正交各向异性弹塑性材料平面应变条件下静止裂纹尖端场

以Hill唯象理论为基础,建立正交各向异性弹塑性材料的本构关系,给出理想正交各向异性弹塑性材料在平面应变条件下混合型静止裂纹尖端的弹塑性场.与J.Pan的解不同,采用自相似假定,可以用解析方法求得不存在应力间断的应力场.对满塑性区条件和应变的奇异性加以讨论,这些为建立断裂准则提供了理论的依据.     

压力敏感性弹塑性材料平面应力条件下起始扩展裂纹尖端的渐近场

采用一个能描述材料压力敏感性和SD效应的抛物型屈服准则,运用正交流动法则给出了材料的本构方程.在平面应力条件下,得出了裂纹尖端弹塑性应力场的基本解.在不同受力状态下(表现在采用不同的塑性混合因子),给出裂纹尖端应力场解的构造.讨论了材料参数对裂纹尖端应力场分布的影响.在自相似假设下讨论了应变的奇异性.结果表明,对于纯Ⅰ...     

理想正交各向异性弹塑性材料平面应力条件下Ⅰ型静止裂纹尖端场

在本文中,以 Hill 的塑性理论为基础,详细地讨论了理想正交各向异性弹塑性材料,平面应力条件下Ⅰ型静止裂纹尖端场解。裂纹尖端应力场不包含应力间断线,但包含弹性区。分析的结果表明(i)对于平面应力静止裂纹问题,应力场解不是唯一的,场解中的自由参数必须由远场条件来确定。(ii)裂纹尖端的应力、应变的奇异性,无论是各向异性材料还是各向同性材料,都是相同的。但在各向异性材料中,各向异性参数影响着应力、应变的幅度和分布。     

DYNAMIC CRACK MODELS ON PROBLEM OF BRIDGING FIBER PULL-OUT OF COMPOSITE MATERIALS

An elastic analysis of an internal central crack with bridging fibers parallel to the free surface in an infinite orthotropic anisotropic elastic plane was performed. A dynamic model of bridging fiber pull-out of composite materials was presented. Resultingly the fiber failure is governed by maximum tensile stress, the fiber breaks and hence the crack extension should occur in self-similar fashion. By the methods of complex functions, the problem studied can be transformed into the dynamic model to the Reimann-Hilbert mixed boundary value problem, and a straightforward and easy analytical solution is presented. Analytical study on the crack propagation subjected to a ladder load and an instantaneous pulse loading is obtained respectively for orthotropic anisotropic body. By utilizing the solution, the concrete solutions of this model are attained by ways of superposition.     

理想弹塑性压力敏感性材料中球形孔洞的动态扩展研究

通过椭圆形的屈服方程和自相似假设,结合Hopkins三区模型,研究了理想弹塑性压力敏感性材料中球形孔洞的动态扩展问题,得到了塑性区场量的非线性控制微分方程组。通过弹性区的应力场以及弹塑性边界的塑性屈服条件,给出了塑性区的初值,并应用打靶法给出了问题的数值解。结果表明:与幂硬化材料中的应力场变化不同,理想弹塑性压力敏感性材料中,应力场的变化较小,且基本不受参数孔洞膨胀速度m和压力敏感性参数α1、α2的影响;随到孔边距离的减小,应变明显增大,同时相对密度稍有增大。     

复合材料桥纤维拔出问题的动态裂纹模型

在一无限的正交各向异性体的弹性平面上,对具有桥纤维平行自由表面的一个内部中央裂纹,进行了弹性分析．提出了复合材料桥纤维拔出的一个动态模型．由于纤维破坏是由最大拉应力支配,纤维断裂并且裂纹扩展将以自相似的方式出现．通过复变函数的方法将所讨论的问题转化为Reimann-Hilbert混合边界值问题的动态模型,呈现一简单的和容易的解．求得了正交异性体中扩展裂纹受运动的阶梯载荷、瞬时脉冲载荷作用下问题的解析解,并利用这一解,通过迭加最终求得该模型的解．