复合型断裂的经验准则

1.引言由于结构或载荷的不对称或因材料的各向异性等原因,实际结构中的裂纹通常是处在组合应力场作用下,因此研究复合型裂纹扩展对结构安全设计是重要的.自从Griffith把他对Ⅰ型裂纹的分析结果推广到复合型断裂以来,迄今各种复合型断裂已被Erdogan和Sih、Sih、Theocaris等人研究过.他们分别提出了能量释放率准则、最     

用二维贴片云纹干涉法测定复合型应力强度因子

1.二维贴片云纹干涉法某些较复杂的具一般性的复合型应力强度因子,例如具有单边斜裂纹受三点弯曲的矩形梁(图1),测定一维位移难於确定其复合型应力强度因子,必须采用能提供二维位移的实验技术.本文采用图2所示光路,其中,准直镜5射出的两光束相干涉,形成铅垂y方向的虚光栅;经半透半反光镜6分束的准直光,一部分直接射向试件9,另一部分通过与试件表面垂直的全反镜8再反射到试件9.两者相干形成水平x方向的     

云纹干涉法研究复合材料构件的应力强度因子

本文采用贴片云纹干涉法，测试并研究了正交异性板纯弯试件及拉伸试件的应力强度因子。文中给出了复合材料纤维加强方向不同时位移与应力强度因子的关系式，通过测试得出受力模型的全场位移，给出云纹图，进而由裂纹尖端位移场推算出应力强度因子Ｋ１及Ｋ值。试验结果与有限元计算结果吻合良好。     

动静态界面断裂应力强度因子间的普适关系

1 引言裂纹在速率无关载荷作用下以低于Rayleigh 波速扩展的问题是动态断裂的一项基本课题.其应力强度因子的短期响应(即自裂尖发出的散射波未折返回时裂尖之前的响应)可用含半无穷长裂纹的无穷大构形来模拟.对均匀各向同性材料,Freund(见文[1]的总结)建立了下述普适关系     

Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹等σθεθ线面积断裂准则

为了研究构件中的复合型裂纹开裂角和裂纹扩展临界值,根据Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端附近等σε线所围成的面积大小的变化,提出了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹断裂等θθσε线面积断裂准则,推导了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展的开裂角公式和断裂扩展准则表达式,结果表明纯Ⅱ型裂纹的0θ及断裂韧度比θθKⅡ/c KⅠc随泊松比的增大而降低.同时给出了Ⅰ-Ⅱ复合型等θθσε线面积断裂准则的理论预测曲线,并与部分实测值进行了对比分析,与其他准则以及试验数据对比分析表明:本准则的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹断裂准则公式推导简单,工程应用方便;其理论预测值与现有部分材料的实验值相比误差在12%以内,表明本文提出的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹等θθσε线面积断裂准则可以应用于部分材料的复合型断裂问题分析.     

正交异性板复合型裂纹相对周向应力断裂准则

采用相对周向应力为断裂参数,提出正交异性板任意方向的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的最大相对周向应力断裂准则.应用本准则确定开裂方向角时,能较合理地考虑材料特性的影响.     

用电阻应变片测量应力强度因子方法的研究

本文利用Ｗｉｌｉａｍｓ应力函数导出的应变场渐进表达式和电阻应变片测量技术，测量张开型（Ｉ型）裂纹尖端附近两点应变来确定应力强度因子ＫＩ。通过对不同裂纹体的测试结果表明，该技术具有较好的适用性。     

混凝土三维裂纹应力强度因子的简化算法

根据混凝土特性,本文提出了一种计算脆性材料三维裂缝应力强度因子的有限元方法,用以分析混凝土结构物中裂缝的稳定性及危害程度.其特点是不需要在裂缝尖端附近区域划分过细的网络,也不用引入特殊尖端单元,便于在工程中使用.本方法曾用于某拱坝坝肩裂缝稳定判别及应力重分布计算,效果良好.     

复合型裂纹应力场的研究及其应力强度因子的全息光弹性测定

本文应用复变函数解法,等出复合型中心裂纹板弹性应力场的精确解及主应力和与主应力差的精确表达式。通过与各自的奇异表达式比较,得到了主应力和与主应力差的远近场关系图谱。利用这些图谱以及全息光弹性试验所获得的远场等和线与等差线条纹,就能确定裂纹尖端的应力强度因子 K_Ⅰ,K_Ⅱ。实例表明:本法概念清晰、演算简便、精度较高。     

SELF-SIMILAR CRACK EXPANSION METHOD FOR THE STRESS INTENSITY FACTOR ANALYSIS

The Self-Similar Crack Expansion (SSCE) method is proposed to evaluate stress intensi-ty factors at crack tips, whereby stress intensity factors of a crack can be determined by the crackopening displacement over the crack, not just by the local displacement around the crack tip. The crackexpansion rate is estimated by taking advantage of the crack self-similarity. Therefore, the accuracy ofthe calculation is improved. The singular integrals on crack tip elements are also analyzed and are pre-cisely evaluated in terms of a special integral analysis. Combination of these two techniques greatly in-creases the accuracy in estimating the stress distribution around the crack tip. A variety of two-dimen-sional cracks, such as subsurface cracks, edge cracks, and their interactions are calculated in terms ofthe self-similar expansion rate. Solutions are satisfied with errors less than 0.5% as compared with theanalytical solutions. Based on the calculations of the crack interactions, a theory for crack interactionsis proposed such that for a group of aligned cracks the summation of the square of SIFs at the right tipsof cracks is always equal to that at the left tips of cracks. This theory was proved by the mehtod ofSelf-Similar Crack Expansion in this paper.     

中心直裂纹平台巴西圆盘复合型动态应力强度因子

为了指导用中心直裂纹平台巴西圆盘(CSTFBD)试样进行岩石复合型动态断裂试验,利用有限元法首先验证了文献中对中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)得到的有关结果,分析比较了不同无量纲裂纹长度(即裂纹半长和圆盘半径之比)时两种圆盘的I, II型动态应力强度因子的时间历程,发现两者的差异大部分在10{\%}以内,同时验证了该文数值方法的可靠性. 然后讨论了CSTFBD试样I, II型动态应力强度因子的复合比、起裂角以及纯II型加载角. 研究成果可为复合型动态断裂试验中CSTFBD试样的加工、试样上应变片的粘贴、起裂方向和起裂时间的估计等提供参考.     

声焦散线及其与应力强度因子的关系

根据焦散线的形成原理,以及含I型裂纹试件受力前后光程差与声程差表达式的相似性,提出了声焦散线的概念,得到了声焦散线沿横向最大尺寸与应力强度因子的关系,为通过声焦散线法确定应力强度因子打下了基础.     

胶补加筋板应力强度因子及胶层剪应力计算

在铆钉力法的基础上，提出计算胶接修补加筋板结构应力强度因子及胶层剪应力的解析法，对分析胶接修补的加筋板强度具有现实意义．利用影响系数，可以得到筋条、补片及蒙皮位移的表达式，根据位移协调条件，建立联立方程，从而得到胶层剪应力及铆钉力．通过解析式，计算裂纹尖端的应力强度因子，分析补片对结构修补的效果，综合考虑了筋条及补片对应力强度因子的影响．     

用光弹性法测双层复合板的应力强度因子

本文用光弹性法分析了双层复合材料结构的裂纹问题，研究了两种不同材料的存在对应力强度因子的影响，以及讨论了由于裂纹不断加深，应力强度因子的变化规律，并与计算的结果作了比较，在裂纹不接近界面情况下，两者结果吻合的较好。     

A MIXED MODE FRACTURE CRITERION BASED ON THE MAXIMUM TANGENTIAL STRESS IN BRITTLE INCLUSION

A closed-form solution for predicting the tangential stress of an inclusion located in mixed mode Ⅰ and Ⅱ crack tip field was developed based on the Eshelby equivalent inclusion theory. Then a mixed mode fracture criterion, including the fracture direction and the critical load, was established based on the maximum tangential stress in the inclusion for brittle inclusioninduced fracture materials. The proposed fracture criterion is a function of the inclusion fracture stress, its size and volume fraction, as well as the elastic constants of the inclusion and the matrix material. The present criterion will reduce to the conventional one as the inclusion having the same elastic behavior as the matrix material. The proposed solutions are in good agreement with detailed finite element analysis and measurement.     

声程差与应力强度因子的关系

基于弹性状态下力对材料声折射率及试件厚度的影响,推导了含裂纹的试件受力前后,超声纵波经其前后表面反射及透射时声程的变化,得到了应力强度因子与声程差的关系,为通过声程差的变化确定裂尖应力强度因子打下了基础。