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首次以MY(平均屈服)准则对I-II复合型裂纹在小范围屈服下的裂尖塑性区进行了分析,分别获得了平面应力和平面应变状态下塑性区尺寸的解析解。这两解表明,塑性区尺寸是材料屈服强度、应力强度因子、极角θ的函数。与Tresca准则、TSS屈服准则获得的解以及Mises解比较表明:Tresca准则预测塑性区上限,TSS屈服准则预测塑性区下限,MY准则预测的塑性区居于Tresca与TSS塑性区之间,逼近Mises解。另外,文中讨论了平面应力和平面应变状态下裂纹尖端的开裂问题,结果表明:当裂纹角β=π4时,平面应力状态下裂纹沿0-θ=0.2952π方向开裂;平面应变状态下裂纹沿0-θ=0.3188π方向开裂。 相似文献
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Shih[1]应用奇异单元,获得了不考虑应力松驰小范围屈服条件下复合型裂纹尖端塑性区形状。Z.Z.Zu等[2]采用Rice[5]给出的裂纹尖端应力关系式,利用有限元分析获得了不考虑应力松驰下复合型裂纹尖端塑性区,本文基于静力学中内力与外力平衡条件,用线弹性的全场解代替局部解,给出了考虑应力松驰下复合型裂纹尖端塑性区边界方程,获得了考虑应力松驰下的任意方向的塑性区尺寸及塑性区形状 相似文献
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利用理想弹塑性介质中在小范围屈服的条件下静态Ⅲ型裂纹塑性变形的解析解建立了一个热源模型.由这个热源模型得到了裂纹尖端附近温度场的积分表达式.详细研究了温度场和加载速率之间的关系.证明了在快速加载的条件下,裂纹尖端附近的温升有r~(-1)阶的奇异性.当加载速率一定时,求出了裂纹尖端温升的上限的一个简单表达式.给出了温度场的数值计算结果及实际测量结果,其符合程度是令人满意的. 相似文献
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自Wells提出裂纹张开位移〔COD〕概念以来,作为一种工程断裂准则,在结构的断裂分析中已经得到了广泛的应用。然而,由于实际裂纹顶端张开位移〔CTOD〕难于直接测量,现在所用的方法多数是在塑性铰的假设模型下,测量裂纹咀张开位移〔CMOD〕,再换算成名义裂纹张开位移的。当然,在较大范围屈服的情况下,作为近似,这种假设是成功的。在疲劳载荷下,裂纹顶端的塑性区通常很小,塑性铰模型将不能正确地描叙裂纹顶端的张开位移。本文所探讨的就是测量和计算小范围屈服下裂纹顶端张开位移的方法。 相似文献
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?????????Mohr-Coulomb??????????????? 总被引:2,自引:0,他引:2
在应用Mohr-Coulomb屈服条件时,由于中主应力不影响判别材料是否进入屈服,因此有关中主应力对Mohr-Coulomb材料屈服的影响性质关注较少.考虑Mohr-Coulomb屈服条件与应力路径相关性,本文采用Lode角或Lode数描述了偏平面上屈服性质的分区,对任意满足Mohr-coulomb屈服条件的应力状态,在保持其大、小主应力不变的条件下给出了中主应力在大、小主应力之间变化时的屈服轨迹,从而明确了中主应力对Mohr-Coulomb材料屈服性质的影响. 相似文献
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高温超导块材在外磁场下降过程中会受到拉伸应力的作用,可能导致其断裂,且其在受到拉伸应力作用时裂纹尖端产生小范围屈服,此时用线弹性理论计算应力强度因子将不准确。本文通过统一强度理论对裂纹尖端塑性区的应力强度因子计算公式进行修正。随后基于Bean模型分别讨论了外磁场变化速率和外磁场大小对应力强度因子的影响。结果表明高温超导块材充磁过程中,外磁场以较小速率下降时主要考虑外磁场下降速率对裂纹扩展的影响,当外磁场较大时,主要考虑外磁场大小对裂纹扩展的影响。本文结果对高温超导块材充磁过程中的裂纹扩展和应力强度因子的计算具有一定的参考价值。 相似文献
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扩展裂纹尖端弹塑性场 总被引:1,自引:0,他引:1
本文通过对幂硬化材料中平面应变Ⅰ型裂纹的扩展过程进行精细的弹塑性有限元计算,给出扩展裂纹尖端附近环形区域内弹塑性场的分布。首次提出适用于扩展裂纹尖端环形区域的三项解。其中旨项为HRR奇异解;第二项反映三轴应力的强弱;第三项与HRR奇异性项相比还含有线性项,并指出:扩展裂纹尖端环形区域弹塑性应力应变场的分布和强弱可由J-Q-k_2三参量刻划。此结论适用于不同试样几何,不同材料硬化指数以及由小范围屈服至全面屈服的不同屈服程度。 相似文献
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用复变函数中的Cauohy积分公式求出了理想弹塑性材料中小范围屈服条件下Ⅲ型裂纹准静态扩展时裂纹线上塑性区尺寸x_p与应力强度因子K_m的关系式。利用这个关系式将Rice[1]根据临界塑性应变准则建立的x_p(l)的积分方程,l为裂纹扩展量,化为阻力曲线K_R(l)的积分方程.采用文献[2]中的方法得到K_R(l)在不同临界塑性应变下的数值解.结果表明K_R随l的增加而单调增加.最后达到裂纹准静态定常扩展所需要的常数值. 相似文献
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裂纹动态起始问题的研究进展 总被引:9,自引:0,他引:9
力图就前人提出的冲击载荷下裂纹的起始判据进行较全面的综述.这些较著名的判据有:(1)动态应力强度因子判据;(2)动态J积分判据;(3)最小作用量判据;(4)极小作用时间判据等.简要介绍了近年来有关裂纹在冲击载荷(特别是短脉冲)下动态起始的一些重要实验和实验中所发现的一些重要结论.实验公认,一般对于小范围屈服而言,材料的动态断裂韧性随加载(应变)率的提高而减小,此时材料的断裂形式为解理型;而对于大范围屈服则韧性随加载率的提高而增大,此时材料的断裂形式为纤维型.特别指出,Brown大学的平板撞击实验表明,裂纹在起始时,观察到一个不再满足二分之一阶奇异性的“尖峰”,按Clifton和Freund等人所给出的模型,在裂纹起始断裂瞬间,在裂纹顶端会突然形成一个小洞,该洞的半径作为一个参数等于二相粒子的间距. 相似文献
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根据ETS理论,引入小裂纹的特征尺寸0a,对从缺口根部萌生的小裂纹扩展机理进行研究,并将小裂纹理论与疲劳设计理念相结合,进一步提高了构件的安全性.结果表明:基于小裂纹理论分析缺口构件的疲劳性能时,可通过缺口几何尺寸、外荷载、材料疲劳极限、裂纹扩展门槛值等参数来确定缺口敏感系数q的值,这种方法与目前常用的利用经验公式计算q的方法相比具有明显优势;设计中恰当地考虑小裂纹行为,能够计算出构件对无法检测的小裂纹的容许应力,这对结构的安全性分析是十分有利的;将环境影响下的裂纹问题等效为疲劳小裂纹问题,有利于从力学角度对其进行分析. 相似文献
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平面应变脆性损伤裂纹场分析 总被引:1,自引:0,他引:1
根据Bui的脆性损伤理论,本文研究I型拉伸裂纹的平面应变过程区及其力学场。计及裂尖材料的有限变形,细致的有限元分析给出了小范围屈服条件下两种典型的损伤区形貌。 相似文献
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详细分析了不同形状断裂试件及小范围屈服模型裂纹端部的损伤演化,提出了韧性断裂的宏观起裂相当于裂尖前方一特征位置处的损伤达到一临界值。利用此模型获得了与实验相一致的宏观断裂韧性及与约束无关的理论断裂韧性。 相似文献
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Chitaley与McClintock给出了理想弹塑性介质中Ⅲ型稳恒扩展裂纹的应力渐近解和小范围屈服情况的数值解。Rice曾指出文献[1]数值解所给出的位移是错误的。本文将给出变形与位移的渐近解。 相似文献
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结合经典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,给出了高强钢在应力三轴空间广义屈服轨迹方程的新诠释.根据三向等拉伸应力状态下高强钢屈服和宏观脆断的重合性,提出了高强钢在应力三轴空间的开裂准则.通过对高强钢刻痕杆断裂试验的数值模拟分析,对比验证了该开裂准则的普适性及精度.最后,给出了高强钢广义强度理论的物理解释及抗断设防.建议的广义强度理论是解高强钢裂纹体和无裂体断裂的一个尝试. 相似文献