相变滞后对裂纹屏蔽效应的数值分析

论文针对奥氏体-马氏体双相材料,研究裂纹尖端区弥散分布的奥氏体颗粒在应变诱发时发生的相变对裂纹的屏蔽效应.鉴于实验中已发现的不同相变滞后对裂纹屏蔽效应的不同影响,研究通过在裂纹尖端区不同位置嵌入相变颗粒,考虑到裂纹尖端区应力应变场的奇异分布及其诱发的相变,将裂纹尖端区相变滞后问题转化为相变颗粒在裂纹尖端区的位置问题.计及奥氏体-马氏体相变的体积膨胀效应进行了平面应力裂纹问题数值模拟,得到了单个相变夹杂对裂纹屏蔽效应的影响规律.结果表明:裂纹尖端区相变夹杂的位置对裂纹的屏蔽效应在距裂尖2倍夹杂直径以内影响极大,且以裂尖86度方向为界.其影响规律与McMeeking和Evans理论预言的60度方向不同.     

各向异性复合材料中界面屈服/脱粘对裂纹扩展的影响

本研究针对层状复合材料中正交于层合面的裂纹,研究裂纹前方层状界面发生屈服或脱粘现象对该裂纹前沿应力场的扰动。通过利用叠加原理,借用滑移型位错密度表征界面的屈服或脱粘。利用Chebyshev数值积分法求解相应的位错密度的奇异积分方程,得到沿界面屈服/脱粘区域的位错密度分布及裂端区应力场。结果表明,若层状复合材料界面为发生屈服或脱粘,将减弱独立层裂尖的应力奇异性,进而抑制独立层中裂纹的扩展。