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彈塑性斷裂力學(xué)
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彈塑性斷裂力學(xué)是斷裂力學(xué)的一個新分支,它用彈性力學(xué)和塑性力學(xué)的理論研究變形體中裂紋的擴展規(guī)律。

正文

彈塑性斷裂力學(xué)在焊接結(jié)構(gòu)的缺陷評定、核電工程的安全性評定、壓力容器的斷裂控制以及結(jié)構(gòu)物的低周疲勞和蠕變斷裂的研究等方面起著重要的作用。

20世紀(jì)中葉,由于韌性材料的廣泛應(yīng)用,原有的線彈性斷裂力學(xué)已不能用來描述裂紋體內(nèi)出現(xiàn)較大塑性區(qū)時裂紋的擴展規(guī)律,彈塑性斷裂力學(xué)就是在此背景下發(fā)展起來的。60年代初,美國的G.R.歐文對線彈性斷裂力學(xué)作了塑性修正,把它推廣應(yīng)用于彈塑性裂紋體,并在小范圍屈服的條件下得到較好的結(jié)果。隨后,英國的A.A.韋爾斯提出了在大范圍屈服以至全面屈服條件下的裂紋張開位移理論(見COD法)。該理論用裂紋頂端的張開位移δ為控制參量來表示韌性斷裂過程的特征,并以δ達(dá)到裂紋頂端張開位移的臨界值δc為斷裂準(zhǔn)則進行斷裂分析。韋爾斯的研究結(jié)果在某些缺陷評定標(biāo)準(zhǔn)中得到采用。1968年美國的J.R.賴斯提出了J 積分。同年,J.W.哈欽森、J.R.賴斯和G.F.羅森格林用塑性全量理論分析了裂紋體在張開型斷裂(見斷裂力學(xué))情況下裂紋頂端起裂前的應(yīng)力場和應(yīng)變場,并指出,在一定條件下,彈塑性體的裂紋頂端附近存在稱為HRR奇異場的應(yīng)力應(yīng)變場,而J積分正是表征該奇異應(yīng)力應(yīng)變場強度的主導(dǎo)參量。近年來以J積分為特征參量的彈塑性斷裂力學(xué)的工程方法得到了發(fā)展。

目前,彈塑性斷裂力學(xué)的研究內(nèi)容主要有:①確定表示韌性斷裂過程中裂紋頂端場及其特征的控制參量;②發(fā)展確定裂紋擴展阻力特征的實驗技術(shù);③尋求彈塑性斷裂準(zhǔn)則。彈塑性斷裂力學(xué)雖取得了一定的進展,但其理論迄今仍不成熟。

參考書目

L.H.Larson, ed., Advances in Elasto-plasticFracture Mechanics,Appl. Sci.Pub., 倫敦, 1980.

J. R. Rice, Mathematical  Analysis  in theMechanics of Fracture, H.Liebowitz,ed.,Fracture,Advanced Treatise, Vol. 2, Academic Press, 紐約, 1968.

參考資料 >

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