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本文通过对弹塑性幂硬化双材料界面裂纹尖端应力场的高阶渐近分析,获得了裂纹面无摩擦接触的裂尖一阶和二阶应力场解答,位移场在界面处呈现交叉匹配是本文解答的一个重要特点.最后结果表明,当界面上下材料的硬化指数之差大于1时,(即n1-n2>1时),二阶应力场角分布为一常数解,而当0<n1-n2≤1时,二阶应力场角分布函数则随θ变化而变化。 相似文献
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压电材料反平面应变状态的椭圆夹杂及界面裂纹问题 总被引:11,自引:0,他引:11
本文采用共法求解了压电材料反平面变形的椭圆夹杂及界面裂纹问题,前者的解答表明当远场外力均匀分布对夹杂内的应力场及电位移场是常量,后者解答表明在界面裂纹的裂尖处,应力及电位移都具有γ^-1/2的奇异性。 相似文献
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采用弹性-粘塑性本构模型,对幂硬化粘塑性介质中反平面剪切动态扩展裂纹尖端的应力,应变场进行了渐近分析,给出了反平面剪切动态扩展纹尖端场的渐进方程。分析结果表明,在裂纹法端应力具有(lnR/r)1/n-1的奇异性,应变具有(lnR/Rn/n-1的奇异性。从而提示了幂硬化粘塑材料反平面剪动态扩展裂纹尖端场的渐近行为。 相似文献
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由全量理论的弹塑性本构方程出发,提出了一种求线性硬化材料裂纹问题的应力函数解法,并求得了线性硬化材料界面裂纹裂尖附近的弹塑性应力场,通过对扩张的Dundurs异材参数β的讨论分析了应力场的振荡奇异性。 相似文献
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光滑拉伸试件中不同初始形状孔洞长大的有限元模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
本文对具有不同硬化指数(n=0.05,n=0.1,n=0.2)的幂硬化材料的光滑拉伸试样的拉伸变形过程进行了有限元模拟,通过有限元计算和经Bridgman修正分别得到了试样变形过程中心部应力三维度随应变的变化情况;在此基础上运用控制体胞宏观应力三维度的方法,对含不同初始形状孔洞的体胞模型进行了有限元分析,计算结果表明:(1)孔洞初始形状和材料硬化特性对试样的拉伸破坏过程有重要影响;(2)Bridg 相似文献
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用理论推导和电算实践证明,尽管两相材料界面裂纹J积分的显函数表达式与均质材料中不同,尽管界面裂纹尖端固有的 1/2+iε振荡奇异性和张开滑移型固有的耦合造成近尖区应力场分布的复杂性,但作者在均质材料微裂纹屏蔽问题中发现的J积分再分配关系 Jk矢量投影守恒定理在两相材料界面微裂纹屏蔽问题中仍然成立.这再次说明,远场J积分向界面裂纹尖端传递过程中跨越微裂纹群是有损失的.这个损失可用Jk矢量在界面裂纹延线坐标轴上的投影来定量地评估 相似文献
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硬化系数对界面端弹塑性奇异应力场的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
本文利用弹塑性边界元分析方法,对具有不同硬化系数的线性硬化结合材料界面端进行了计算,分析结果表明,当硬化系数较大时,界面附近的弹塑怀应力与将弹塑性本构关系简化为线性后得到的理论结果相接近,而当硬化系数相对较少时,理论分析的奇异应力场的主控区变得非常小,在屈服域的绝大部分区间,应力奇异性与理论解有较大区别,本文的结果还表明,硬化系数越小,过渡区(弹塑性厅异应力场支配区到屈服边界)越大,屈服区域应力分布变得平坦,在小规模屈服条件异次数一致),即可用弹性厅异应力场来近似地描述小规模屈服时的弹塑性界面端,但应力强度系数则比弹性时略大,且随硬化系数的减小而增大。 相似文献
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研究了应变损伤材料I型动态扩展的裂纹尖端场。假定材料服从J2流动理论,且损伤规律以幂律应变软化的规律给出。对于塑性区引进了应力函数φ,ψ0借助于动力学方程的分析,给出了渐近方程及数值解。结果表明,对于可压缩材料I型平面应变尖端场是完全由塑性区组成,没有弹性卸载区。在裂纹尖端附近,应力和应变分别具有如下的奇异性:σ ̄(lnR/r)^-n/n+1,ε ̄(lnR/r)^1/n+1。 相似文献
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压电陶瓷中圆币形裂纹在横向剪力下的机-电耦合行为 总被引:1,自引:0,他引:1
以弹性位移分量和电势函数为基本未知量时,横观各向同性压电介质三维问题的场方程可化为四个联立的二阶线性偏微分方程组,本文导出了用四个调和函数表示位移分量及电势函数的表达式,即得到了该场方程的势函数通解,作为通解的应用举例,文中求解了圆币形裂纹受横向剪切作用的问题,得到了裂尖附近应力场及电位移场的解析表达式,结果表明,在横向剪切载荷下圆币形裂纹的尖端场及应力、电位移强度因子均具有明显的机-电耦合性质,而应力和电位移分量在裂尖仍具有-1/2的奇异性。 相似文献
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本文提出单向拉伸情况下两相介质界面裂纹的条形损伤-塑性区域模型。假设在塑性区端点的应力有界,且使弱相介质达到屈服,损伤区的尺寸和δ=成正比的条件;可确定损伤区与塑性区的长度及其上的法向和切向接合力,CTOD值等。由此导出的裂尖应力场无r ̄(-1/2+je)的强奇异振荡,位移场无r ̄(1/2+ie)的振荡项。 相似文献
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本文提出单向拉伸情况下两相介质界面裂纹的条形损伤-塑性区域模型。假设在塑性区端点的应力有界,且使弱相介质达到屈服,损伤区的尺寸和δ=成正比的条件;可确定损伤区与塑性区的长度及其上的法向和切向接合力,CTOD值等。由此导出的裂尖应力场无r ̄(-1/2+je)的强奇异振荡,位移场无r ̄(1/2+ie)的振荡项。 相似文献
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界面端附近裂纹的应力强度因子 总被引:3,自引:1,他引:3
结合材料的断裂形式可分为从界面端产生裂纹(沿界面或向母材内部层折)然后断裂与稍稍离开界面端处产生裂纹然后断裂这两种情况,在金属/陶瓷类结合材料中,后者出现的概率更大,本文利用结合材料界面端的奇异应力场和叠加原理,给出了界面端附近裂纹的应力强度因子近似计算公式,并用边界元数值计算验证了其有效性。 相似文献
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两种各向异性材料界面周期裂纹的反平面问题 总被引:4,自引:0,他引:4
研究两种各向异性材料界面含周期裂纹的反平面剪切问题,运用复变函数方法,获得了封闭形式解答,并给出了应力强度因子公式。从本文解签的特殊情形,可直接导出均匀各向异性材料共线裂纹,两种各向同性材料界面裂纹的相应问题公式。 相似文献
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压电陶瓷中圆币形裂纹在横向剪力下的机—电耦合行为 总被引:6,自引:1,他引:5
以弹性位移分量和电热函数基本未知量时,横观各向同性压电介质三维问题的场方程可化为四个联立的二阶线性偏微分方程组,本文导出了用四个调和函数表示位移分量及电势函数的表达式,即得到了该场方程的势函数能通解,作为通解的应用举例,文中求解了圆币形裂纹受横向剪切载荷下圆币形裂纹的尖端场及应力、电位移强度因子均具有明显的机-电耦合性质,而应力和电位移分量在裂尖仍具有-1/2的奇异性。 相似文献
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幂硬化材料中准静态定常扩展裂纹的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
本研究根据问题的支配方程组以及高-黄假设对幂硬化材料中裂纹的准静态定常扩展作了渐近分析,文中从扩展裂纹尖端附近的弹性变形与塑性变形必须保持平衡的观点对反平面应变、平面应变和平面应力三类裂纹作了统一的考察与分析,裂尖附近应力场确定为(1n r)~(2/(n-1))阶奇性,并对前两类裂纹问题作了渐近分析,指出:根据本文分析结果及文献中习用的组装渐近场的方法,可以获得无强间断的,Ⅲ型裂纹和平面应变I型裂纹的最低阶渐近解。按本文所用本构关系,硬化指数n及无因次材料常数(σ_y/E)/ασ_y~n或(σ_y/G)/ασ_y~n对渐近场的角分布都有影响。 相似文献
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求解界面裂纹应力强度因子的围线积分法 总被引:4,自引:0,他引:4
本文基于Betti功互等定理和双材料界面裂纹辅助场,提出了一种求解界面裂纹应力强度因子的方法,即远场围线积分法。此方法与积分径的选择无关,用有元元法计算出远离裂纹尖端的位移场和应力场,应可通过计算绕裂尖围线的积分,精确地给出界面裂纹应力强度因子KI和KⅡ。 相似文献
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通过构造反向传播神经网络,对裂纹尖端的应力场进行模拟,进而实现对裂纹尖端应力场甬数的逼近。得到的网络具有较高的联想、记忆能力和相当的稳定性,并且可以快速、准确地得到带裂纹构件的裂纹尖端应力场,从而确定裂纹尖端的塑性区和分析裂纹的扩展。数值计算给出了LY12-CZ材料裂纹扩展方向的计算结果,与实验结果吻合较好,还给出了两相材料含界面裂纹在复合型载荷作用下的塑性区形状的变化情况,并对两相材料含界面裂纹在复合型载荷作用下裂纹的扩展方向进行了预测。 相似文献
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压电多层材料中的电极-陶瓷界面裂纹和椭圆夹杂 总被引:1,自引:0,他引:1
首先解析研究了压电多层材料中的电极-陶瓷界面裂纹,它是对Ru最近研究工作(见ASMB J·APPI.Mech.,2000年,67卷)的补充和完善.工作表明与 Ru的结论不同,对于一般的两相压电介质,仍可获得对于这种电极-陶瓷界面裂纹的精确解答.分析显示在界面处的电弹性场仍可显现出两类奇异性:振荡型奇异性一1/2土iε。和实指数型奇异性一1/2士 k,其中ε和k 由上下两相压电材料的本构常数加以确定.获得了界面电弹性场以及裂尖处能量释放率的显式和实形式解答.也讨论了在坐标变换下界面上物理量的一些不变性质.其次探讨了压电多层材料中的椭圆夹杂问题,并获得了当压电复合系统受到远场均布机电载荷时的通解.分析表明当压电基体受到远场均布机电载荷作用时,应力场和电场在压电夹杂体上仍然均匀分布井且整个夹杂体都为等电势体 相似文献