崩滑体失稳破坏断裂力学分析

文章基于断裂力学分析,揭示了崩滑体破坏面裂纹尖端在应力场、外界因素作用下产生断裂扩展,其是崩滑体失稳的根本原因。计算归纳了滑动面的I、Ⅱ型、复合型断裂强度因子和扩展角的计算方法,对有效治理崩滑体、防灾减灾有一定的指导意义。     

崩滑体失稳破坏断裂力学分析

文章基于断裂力学分析,揭示了崩滑体破坏面裂纹尖端在应力场、外界因素作用下产生断裂扩展,其是崩滑体失稳的根本原因.计算归纳了滑动面的Ⅰ、Ⅱ型、复合型断裂强度因子和扩展角的计算方法,对有效治理崩滑体、防灾减灾有一定的指导意义.     

浅析平板网架焊接空心球节点疲劳寿命估算方法

文章简要阐述了疲劳寿命估算的一般方法及其估算步骤,同时也指出了各种估算方法的优缺点,介绍了在平板网架结构中焊接空心球节点在常幅载荷作用下裂纹起始阶段寿命的计算方法和计算公式,指出了焊接空心球节点在常幅载荷作用下裂纹扩展阶段的计算方法和计算公式.     

浅析平板网架焊接空心球节点疲劳寿命估算方法

文章简要阐述了疲劳寿命估算的一般方法及其估算步骤,同时也指出了各种估算方法的优缺点,介绍了在平板网架结构中焊接空心球节点在常幅栽荷作用下裂纹起始阶段寿命的计算方法和计算公式,指出了焊接空心球节点在常幅载荷作用下裂纹扩展阶段的计算方法和计算公式。     

复合材料的比应变能密度破坏准则

在文献中,提出了一个预测复合材料中裂纹扩展方向的比应变能密度准则(Strain energy density ratio criterion)。用一个短纤维复合材料层合板中Ⅰ-Ⅱ型复合型裂纹扩展方向的预测为例子与实验结果进行了对比。结果表明,该准则对预测复合材料中裂纹扩展方向是成功的。那么,这个准则可否用来预测复合材料的破坏强度呢,本文将研究这个问题。     

纤维增强复合板中裂纹的动态扩展

报道了环氧基玻璃纤维单向增强复合材料制成的带预制裂纹的平板在三点弯曲冲击载荷下的破坏实验. 实验中利用透射光路进行了高速摄影, 拍摄到裂纹扩展的全过程, 并观察到一种新的动态断裂现象. 在此基础上, 对裂纹扩展速度和路径以及破坏方式进行了初步分析和研究.     

BiTiO3单品电致疲劳裂纹扩展的原子力显微镜研究

利用原子力显微镜（AFM）原位研究了BaTiO3单晶压痕裂纹电致疲劳的扩展过程，以及交变电场引起的畸变和疲劳裂纹扩展的相关性．结果表明、正负交变电场并不引是裂纹尖端电畴的交替变化。而是在裂纹周围发生随机转变．随着电场交变次数的增加，止裂裂纹重新起裂扩展。     

Griffith裂纹的非局部弹性解析应力场

Griffith裂纹问题是断裂力学的基本问题。自从断裂力学成为一门独立的固体力学分支以来,Griffith裂纹的经典弹性应力场在裂纹尖端的奇异性一直是人们力图消除的问题。消除裂纹尖端应力场的奇异性,不仅对认识裂纹尖端的应力状态具有理论意义,而且对于更完备地建立脆性材料的断裂准则具有较大的实用意义。 美国学者Eringen、我国学者虞吉林、郑哲敏等,曾用近20年来发展起来的非局部     

BiTiO3单晶电致疲劳裂纹扩展的原子力显微镜研究

利用原子力显微镜(AFM)原位研究了BaTiO₃单晶压痕裂纹电致疲劳的扩展过程, 以及交变电场引起的畴变和疲劳裂纹扩展的相关性. 结果表明, 正负交变电场并不引起裂纹尖端电畴的交替变化, 而是在裂纹周围发生随机转变, 随着电场交变次数的增加, 止裂裂纹重新起裂扩展.     

断层的亚临界扩展和地震的孕育过程

断层的亚临界扩展,在浅源构造地震的孕育过程中,起着重要的作用。本文用流变介质中的Ⅱ型受压闭合裂纹作为断层的力学模型,研究了在不同受力情况下的断层亚临界扩展过程,进而分析了断层活动规律与地震的关系。如文献[1]中所述,对于断层扩展问题,可选用平板边缘受均匀剪应力τ_0作用的Ⅱ型裂纹作为理论模型。裂纹坐标为y=0,|x|≤a。ξ为以裂纹端点为原点,指向-x方向的活动坐标。     

基于椭圆形微裂纹演化与汇合的准脆性材料本构模型

微裂纹演化与汇合是导致准脆性材料损伤及破坏的主要因素.采用复势函数法求解了受远场载荷作用下代表性单元中椭圆微裂纹的变形,讨论了椭圆微裂纹初始取向的变化对微裂纹尺寸增长和偏转角度的影响,并结合微裂纹扩展准则推导了损伤起始的临界应力.基于翼型裂纹扩展过程的能量守恒方程,建立了损伤阶段的本构关系.对裂纹汇合模式进行了讨论,建立了翼型裂纹汇合的几何模型,由翼型裂纹汇合的临界条件给出了断裂失效应变,最后给出了与细观结构演变过程相对应的本构模型,并应用该模型计算了岩石类材料单轴压缩下的应力应变曲线,与实验结果吻合良好.     

加工硬化材料裂纹尖端塑性区的位错分布

由于裂纹尖端塑性区的位错分布与材料的断裂密切相关,它引起了人们的极大兴趣。人们在处理裂纹尖端塑性区的位错分布方面已进行了大量的工作。最近,Ellyin和Fakinlede采用非线性的位错模型讨论了加工硬化材料的裂纹尖端塑性区的位错分布。但由这个模型得到的位错均为正位错,且位错分布函数D(u)随x单调变化,这和实验结果不一致。龙期威用修正的BCS模型讨论了线弹性裂纹尖端塑性带的位错分布,发现在裂纹尖端塑性     

存在刚性第Ⅱ相时裂纹尖端塑性带的位错分布

一、引言 最近,电子显徽镜观察到在裂纹尖端和塑性带的位错塞积之间存在一无位错区(DFZ)。Shang和Ohr,Majumdar和Burns用DFZ模型讨论了各向同性弹性介质裂纹尖端的塑性带问题。我们知道刚性第Ⅱ相的存在不会引起多大的应力集中,更不会导致微观开裂。它可以提高材料的承载能力。所以有必要对刚性第Ⅱ相存在时裂纹尖端塑性带问题进行讨论。     

裂纹是以什么方式朝前扩展?

裂纹扩展过程的研究是断裂力学中一项非常重要的课题,因为它深刻地反映了材料破裂时的动力学过程。本实验在一台自制的超小型压力机上进行。样品选用载玻璃板(48×28×1mm~3)。玻璃板内预制一条平行于压力轴方向的小裂纹。裂纹的长度2_a_0≤5 mm。实验时,室内的平均温度为6—9℃,相对湿度为40—45％。样品受压后,在给定的初始压力P和缩短量u的作用下,裂纹开始稳态扩展,此后,不再对样品施加任何增载。用显微镜观察裂纹     

流变学的新进展

流变学近年发展很快,应用范围日渐扩大。这里,只简要地介绍我们开创或发展的流变学的新分支学科——流变断裂学、流变冶金学、泛系流变学方面的主要科研成果。一、流变断裂学无论是线弹性断裂力学中材料的“起裂点”,或是弹塑性断裂理论中裂纹扩展后的“失稳点”,都无法定量地解释变温应力或水持续荷载或它们共同作用下混凝土类含裂纹工程构件中裂纹扩展的时间相关性,更不能给出裂纹扩展全过程的定量描述。为此,我们创建了流变断裂学。     

弹塑性裂纹尖端场研究的最近进展

尖端场的研究是断裂力学中的核心问题之一。本文讨论Ⅰ型平面应变裂纹在理想弹塑性材料中的准静态定常扩展。如果材料是不可压缩的(泊松比v=1/2),Slepyan,Gao与Rice分别得到的四区解(即裂尖场上半平面由四个区组成,以后称为不可压缩材料的解)已为     

相界上裂纹的两个奇异指数

考虑如图1所示的半无限长平面裂纹问题。裂纹与折线相界相交于相界拐点上,裂纹沿长线与相界的夹角分別为λ~+、λ~-,荷载P、Q作用在远离裂纹尖端处,两相材料均为均匀各向同性的弹性材料,剪切模量和泊松比分别为G_1、G_2和v_1、v_2。     

热电耦合作用下功率器件引脚开裂的机理

在电子产品的小型化的趋势下,电力电子器件所承受的工作温度、电流密度越来越高,这给封装材料提出了严峻的挑战.一种引线框架材料为C194合金的MOSFET器件,在高电流密度的工作环境下服役3～4年后发生了引脚开裂的现象.针对该失效现象,使用扫描电子显微镜对界面金属间化合物和断口形貌进行了精细的微观表征,确定了电迁移和热迁移的耦合作用是导致引脚开裂的主要原因.具体地,对于器件源极来说, Cu原子的电迁移与热迁移方向相反,且热迁移扩散通量较大,抵消了电迁移的作用从而导致了阳极开裂的反常现象.对于器件漏极来说,Cu原子的热迁移方向与电迁移方向相同,热迁移加速了阴极界面裂纹的萌生与扩展,开裂情况最为严重.为了进一步揭示开裂机理,我们使用电子探针、透射电子显微镜分析发现,在C194合金与金属间化合物界面上,原本弥散分布于C194合金内部的铁晶粒发生了明显的晶粒长大,并富集形成连续层.由于细小铁晶粒组成的富铁层弱化原有的界面结合力,成为薄弱环节.因此,在外加热应力或机械应力下,裂纹总是沿着由铁晶粒形成的富铁层发生开裂.综上,该器件引脚开裂的失效模式为典型的多场耦合作用下的失效形式,相关机理将为产品工艺优化和提高使用寿命提供理论指导.     

不同压电材料反平面应变状态的电渗透型界面裂纹

将压电材料中的电渗透型裂纹处理成静电学的连接界面 ,按上、下两表面的切向电场强度连续和法向电位移连续建立裂纹处的电学边界条件 ,精确分析了不同压电材料反平面应变状态的共线界面裂纹问题 ,给出了单个界面裂纹和双界面裂纹的复型封闭解 .结果表明 :在裂尖处应力、应变、电场强度和电位移均有(1/2 )阶的奇异性 ,裂纹扩展能量释放率仅与应力、应变强度因子有关 .其退化结果与文献结果一致     

J积分的扩展与改进

对于服从塑性形变理论的介质,J.R.Rice证明了:1.J积分在物理上可解释为变形功的差率;2.J积分具有与积分路径无关的特性;3.J积分可作为表示裂纹起裂的弹塑性断裂判据:J=J_(IC)。 这样,J积分避开了直接计算在裂纹尖端附近复杂的弹塑性应力应变场,而用J积分作为表示裂纹尖端应变集中特征的平均参量。因此,十几年来,J积分成了受到普遍重视、有相当吸引力的断裂判据,并且得到了比较广泛的应用。