一种裂纹扩展的递推分析方法及其Matlab实现

利用映射函数法将裂纹扩展动域变分问题化为定域变分问题,从最小势能原理出发推出裂纹扩展的递推积分方程,进一步用有限元法求得递推代数方程,用Matlab语言实现了裂纹扩展仿真算法,该算法不必在每次裂纹扩展后中进行裂纹物体的重构和网格的重分,有一定的实用价值.     

Fracture mechanics analysis on Smart-Cut^R technology. Part 2： Effect of bonding flaws

In Part 2 of the paper on the Smart-Cut process, the effects of bonding flaws characterized by the size and internal pressure before and after splitting are studied by using fracture mechanics models. It is found that the bonding flaws with large size are prone to cause severe deviation of defect growth, leading to a non-transferred area of thin layer when splitting. In a practical Smart-Cut process where the internal pressure of bonding flaws is very small, large interfacial defects always promote defect growth in the splitting process. Meanwhile, increasing the internal pressure of the bonding flaws decreases the defect growth and its deviation before splitting. The mechanism of relaxation of stiffener constraint is proposed to clarify the effect of bonding flaws. Moreover, the progress of the splitting process is analyzed when bonding flaws are present. After splitting, those bonding flaws with large size and high internal pressure are vulnerable for the blistering of the thin film during high-temperature annealing.     

‘99全国固体力学学术会议税简介

１会议概况由中国力学学会固体力学专业委员会主办、哈尔滨工业大学复合材料研究所承办的‘９９全国固体力学学术会议（‘９９ＮＣＳＭ）于１９９９年１月７日～９日在哈尔滨工业大学召开。中科院力学所的王自强研究员和哈工大复合材料研究所的杜善义教授共同主持了会议．出席本次会议的正式代表共有１００余人,部分力学界老一辈专家、学者应邀出席了会议并在大会上作了精彩的报告,其中包括中科院院士、清华大学教授黄克智,中科院院士、中科院力学所研究员、中国力学学会理事长白以龙,中国工程院院士、哈尔滨建筑大学教授王光远,中国工…     

半无限平面裂纹构型横向应力的Green函数

针对各向同性弹性无限大板中半无限裂纹,用解析函数方法求解了裂尖处横向应力的Green函数.加载情况为一任意集中力作用于任意一内点处.用叠加法求解了复势,它给出该平面问题的弹性解.通过渐近分析抽取复势的非奇异部分.基于该非奇异部分,用一种直接方法求解了横向应力的Green函数.进一步,用叠加法得到了一对对称和反对称集中力加载时的Green函数.然后,用得到的Green函数来预测铁电材料双悬臂梁试验中畴变引起的横向应力.用力电联合加载引起的横向应力来判断试验中所观察到的稳定和不稳定裂纹扩展行为.预测结果和试验数据基本吻合.     

关于界面下裂纹对界面裂纹的屏蔽参数

讨论了界面下裂纹对界面裂干涉的合理屏蔽参数问题。对于一条在远场载荷作用下、受到附近界面下裂纹干涉的界面裂纹,采用伪力法计算不同长度单位时界面裂纹的G／G0、k1/k10和k11/k110以及K1／K10和K11／K110（G是能量释放率、k1 ik110是通常定义的应力强度因子、K10＋iK110是含标定长度的应力强度因子;G0、k10 ik110、K10＋iK110对应单一界面裂纹情况）。结果表明,G／G0、K1／K10和K11／K110是较为合理的描述界面下裂纹对界面裂纹屏蔽的参数。     

汽车减振器连杆磨损失效和断裂力学分析

采用扫描电子显微镜观察连杆磨损表面形貌,并结合断裂力学方法研究了减振器连杆的磨损机理。研究结果表明：导向器衬套中的玻璃纤维在服役过程中崩出,作为磨粒存在于连杆和村套摩擦副接触表面之间,可压碎铬铰层使裂纹扩展,并且断裂的铬镀层也可成为磨粒;连杆铬铰层存在裂纹缺陷加剧其磨损,连杆磨损机理是以断裂机翩为主导的磨粒磨损机制,裂纹扩展是磨损的控制因素,并且以Ⅰ型断裂为主导;摩擦力是裂纹扩展的主要驱动力。     

混凝土空心板动力损伤诊断研究

利用4块预应力混凝土空心板的动力测试数据,对板的支承条件和损伤参数进行了识别。识别板的支承条件时,引入弹性支座－质量体系,利用实测的前四阶固有频率作为已知信息,直接采用牛顿法求解,根据板的损伤特征,以线弹性断裂力学为基础,推导了混凝土构件裂缝截面转动刚度表达式。然后利用特征值灵敏度分析和实测的固有频率变化率对单条裂缝的位置及裂缝程度进行了识别。     

材料断裂力学性能的多场耦合测试与实验教学探讨

金属材料的断裂测试实验是全面了解材料力学性能的重要一环，目前实验教学中广泛采用的方法是通过测定断裂后试样断口的特征裂纹长度来获得断裂韧度，但缺乏对裂纹演化全过程的直接观测，限制了学生对断裂指标判据、破坏形式和断裂机理的深入理解。为了使学生更加直观、全面地掌握断裂力学实验、理解断裂力学行为，本文提出一种多场耦合同步测试材料断裂行为的教学模式：通过高频高精度红外与高速显微数字图像相关技术，对裂尖温度场与应变场进行实时检测，从而实现对裂纹长度的同步测定、裂尖塑性区的可视化表征以及断裂特征的捕捉和分析；结合经典断裂力学理论，对不同条件的断裂韧度教学实验进行了探索和改进。初步教学实践表明，该课程丰富的实验内容和新颖的观测现象可以加深学生对断裂力学理论的理解，从而拓展学生解决实际科学问题的思路。     

压电介质损伤、断裂力学研究的现状

压电介质的损伤与断裂力学是现代固体力学的重要课题．本文简要地综述了压电介质损伤与断裂力学研究的现状,集中讨论了：（１）裂纹面电边界条件的不同模型及其求解的结果;（２）宏观连续力学与细观力学用于压电介质的损伤与断裂的静力学分析;（３）压电介质动态断裂分析的某些新结果．文末,指出了今后在压电介质损伤与断裂研究的某些有吸引力的研究方向     

整个应力场对纹对裂纹失稳扩展轨迹的影响

本文通过对凸形板试件对称边裂纹失稳扩展轨迹的实验研究和有限元计算，证实了裂纹失稳扩展轨迹是由失稳扩展前一瞬间的整个应力场决定的。研究表明：周向主应力判据此最大周向拉应力判据能更高精度地预测失稳裂的扩展轨迹。以上结论与薛昌明等人的相吻合。