复合型启裂韧工JMC的测定方法和断裂准则的探讨

应用有限元方法和断裂实验对铝合金材料Ｌｙ１２和４０ＣｒＮｉＭｏ钢在Ⅰ＋Ⅱ型载荷下启裂韧工ＪＭＣ的测定方法及弹塑性断裂行为进行了研究，给出了２种材料复合断裂的Ｊ积分准则。结果表明：１．根据复合型ＪＲ阻力曲线，应用理解纹延伸区零扩张量法测定的不同复合比下的启裂韧度ＪＭＣ值能够满足工程精度，且简便易物；２．不同复合比下的启裂韧度ＪＭＣ值满足一定的关系式。     

COD 准则在 40CrNiMo 钢弹塑性 Ⅰ Ⅱ 型断裂分析中的应用

以Ｒｉｃｅ的裂尖钝化模型为基础,定义了Ⅰ＋Ⅱ型载荷下裂纹张开位移（简称ＣＯＤ）δ,裂纹尖端Ⅰ型张开位移（简称ＣＴＯＤ）δｔ和Ⅱ型滑开位移（简称ＣＴＳＤ）δｓ,对４０ＣｒＮｉＭｏ钢Ⅰ＋Ⅱ型弹塑性断裂行为进行了ＣＯＤ分析,讨论了复合型载荷下的ＣＯＤ与Ｊ积分的关系．结果表明：１）随Ⅱ型分量增加,４０ＣｒＮｉＭｏ启裂的δｉ值降低,纯Ⅰ型的δｉ是纯Ⅱ型δｉ值的２．５倍;２）不同复合载荷下的δ、δｔ、δｓ与Ｊ积分均满足线性关系．     

复合型启裂韧度 J_(MC) 的测定方法和断裂准则的探讨

应用有限元方法和断裂实验对铝合金材料Ｌｙ１２和４０ＣｒＮｉＭｏ钢在Ⅰ＋Ⅱ型载荷下启裂韧度ＪＭＣ的测定方法及弹塑性断裂行为进行了研究，给出了２种材料复合断裂的Ｊ积分准则．结果表明：１）根据复合型ＪＲ阻力曲线，应用裂纹延伸区零扩张量法测定的不同复合比下的启裂韧度ＪＭＣ值能够满足工程精度，且简便易行；２）不同复合比下的启裂韧度ＪＭＣ值满足一定的关系式．只要能得到材料的ＪⅠＣ、ＪⅡＣ值，任何复合比下的ＪＭＣ值都可由一定的关系式计算得到．另外，得出了适用于具有较好塑韧性和中高强度材料的复合型弹塑断裂准则     

复合载荷作用下大晶粒铝裂纹尖端延性损伤行为的研究

应用电镜原位拉伸方法研究了复合载荷（Ⅰ＋Ⅱ型）作用下大晶粒铝裂纹尖端的塑性变形行为和延性损伤过程，用有限元结果对复合型损伤进行了力学分析。结果表明：在复合载荷作用下，裂纹尖端受相反塑性变形作用，裂尖变形符合锐化－钝化模型，异于纯Ｉ型载荷下的钝化模型，是多系滑移的结果。延性材料裂尖的损伤发生在钝化区域（裂尖的均匀滑移区）而非锐化区（裂尖的集中滑移区）。裂尖的启裂是沿应力三轴性水平最大方向进行，此方向     

COD准则在40CrNiMo钢弹塑性I＋II型断裂分析中的应用

以Ｒｉｃｅ的裂尖钝化模型为基础,定义了Ｉ＋ＩＩ型载荷下断纹张开位移（简移ＣＯＤ）δ裂纹尖端Ｉ型张开位移（简称ＣＴＯＤ）δ和ＩＩ型滑开位移（简称ＣＴＳＤ）δｓ对４０ＣｒＮｉＭｏ钢Ｉ＋ＩＩ型弹塑性断裂行为进行了ＣＯＤ分析,讨论了复合型载荷下ＣＯＤ与Ｊ积分的关系,结果表明;１）随Ⅱ型分量增加,４０ＣｒＮｉＭｏ启裂的δｉ值降低,纯Ｉ型的δｉ是纯Ⅱ型δｉ值的２．５倍;２）不同复合载荷下的δ,δｔ,δｓ与Ｊ积     

复合加载下裂端弹塑性约束场和变形场

应用有限元方法分析了不同Ⅰ＋Ⅱ复合型下裂纹尖端弹塑性约束场（应力三轴性水平）和变形场，并与复合载荷下由ＨＲＲ解所确定的裂端约束场进行了比较，结果表明：平面应变条件下裂端复合型变形是不对称的相反塑性变形，变形符合钝化－锐化模型．复合加载条件下，随Ⅱ型分量的增加，裂端出现负应力三轴性水平的区域，最大应力三轴性水平值降低，纯Ⅱ型的约为纯Ⅰ型的一半，实际裂端的应力三轴性水平无论是分布形式还是水平值的高低都不满足由ＨＲＲ解所确定的应力三轴性水平     

C-Mn钢手工焊多层焊缝-60℃冲击断裂行为的研究

本文通过对多层焊缝及其热模拟试件-60℃下的冲击断口及特殊金相截面观察,研究了启裂源、启裂区的金相特征和失稳开裂的临界事件。在此基础上提出了-60℃下冲击断裂过程的假设,并解释了锰含量提高使韧性提高的原因。     

用声发射及断口分析法研究高强钢插销试件氢致裂纹的产生及扩展

用声发射法对高强钢插销试件的氢致裂纹的启裂，扩展以及断裂过程进行了试验研究。发现在环形缺口的插销试件中延迟裂纹的启裂位置是有规律性的，根据Ａ．Ｅ波形可将整个过程划分为启裂、延迟扩展、快速扩展、瞬时断裂四个时期，在断口上也可看到相应的分区，二者之间的对应关系取决于应力、氢．组织诸条件。 此外，还探讨了含氢量、Ｈ ＡＺ组织与性能对断口微观形貌的影响。     

压电材料平面裂纹启裂的能量释放率及电效应

针对压电材料的电弹性断裂问题，考虑到电量对断裂的影响，用裂纹尖端场和裂纹围道积分计算了裂纹沿任意方向启裂的能量释放率。以最大能量释放率为启裂准则，结合PZT-5H压电陶瓷材料。分析了电位移载荷对裂纹启裂的作用效果。研究表明，电位移载荷能促进或抑制裂纹的启裂，并使裂纹产生偏折或分叉，其作用效果与施加的电位移载荷的大小和方向有关。     

混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验研究

通过混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验设计及成果分析,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试件失稳断裂破坏时考虑断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及其对应的应力强度因子KⅠ和KⅡ,建立了考虑断裂过程区影响的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂判据,并用二次抛物线拟合了其临界曲线.与不考虑断裂过程区影响的判据临界曲线相比,考虑断裂过程区的影响,可提高裂缝稳定性计算的安全度,降低材料抗裂性能的要求.     

10Cr9Mo1VNbN耐热钢的动态断裂韧度研究

采用自制的仪器化冲击试验机，研究了１０Ｃｒ９Ｍｏ１ＶＮｂＮ钢在７７～９２３Ｋ的冲击韧度和动态断裂韧度．结果表明：在１０Ｃｒ９Ｍｏ１ＶＮｂＮ钢下平台温度范围内，缺口试样冲击能量的绝大部分用于裂纹萌生；在韧脆转变区及上平台范围内，裂纹扩展消耗大量的能量，断口的形貌观察证实了这一点．采用带预制疲劳裂纹的夏比冲击试样的示波冲击试验，可以测量材料的动态断裂韧度，并且它比冲击韧度能更敏感地反映材料脆性断裂趋势．动态断裂韧度值的变化与延伸带宽度、启裂区宽度和启裂区内韧窝尺寸有相同的趋势     

应力对混凝土断裂参数测定有效性的影响

对于线弹性材料,裂缝尖端平行于裂缝方向的T应力会影响裂缝的扩展方向和起裂断裂韧度,然而在混凝土类准脆性材料的断裂韧度测试中,无论是起裂断裂韧度还是失稳断裂韧度,T应力的影响却少有研究.以混凝土Ⅰ型断裂韧度测试常用的三点弯曲梁、楔入劈拉试件为对象,计算了裂缝尖端的T应力大小,并分析了其对裂缝扩展方向和断裂韧度的影响.分析计算结果表明:这些常用试件裂缝尖端的T应力相比于裂缝尖端控制因素应力强度因子K很小,不会影响裂缝扩展方向,保证了混凝土断裂失稳前一直处于Ⅰ型裂缝状态;另外,T应力对起裂断裂韧度和失稳断裂韧度的数值也不会产生影响,说明常用试件进行的混凝土断裂韧度确定方法是可靠有效的.     

压电材料平面裂纹启裂的能量释放率及电效应

针对压电材料的电弹性断裂问题,考虑到电量对断裂的影响,用裂纹尖端场和裂纹围道积分计算了裂纹沿任意方向启裂的能量释放率.以最大能量释放率为启裂准则,结合PZT-5H压电陶瓷材料,分析了电位移载荷对裂纹启裂的作用效果.研究表明,电位移载荷能促进或抑制裂纹的启裂,并使裂纹产生偏折或分叉,其作用效果与施加的电位移载荷的大小和方向有关.     

高性能管线钢落锤撕裂试样断裂性能的试验研究

对不同缺口形式的X70管线钢试样进行了准静态三点弯曲断裂和示波落锤撕裂试验，详细研究了加载速度和缺口形式对管线钢断裂的影响，分析了高性能管线钢落锤撕裂试验中出现异常断口的原因．研究表明：异常断口常出现在韧脆转变温度附近，温度较低和较高均不易产生异常断口；管线钢动态断裂扩展是由许多裂纹扩展、止裂、重新起裂过程组成的，裂纹在整个韧带上的扩展速度变化幅度很大；裂纹扩展速度改变引起的裂尖应力状态变化、断裂的扩展方向和韧脆状态改变也可产生异常断口，仅通过改变试样缺口形式来减小试样起裂载荷和起裂功，并不能完全避免异常断口的产生．     

X100管线钢冲击断裂过程及止裂性分析

对不同终冷温度的X100管线钢进行了动态示波冲击试验,结合断口形貌及微观组织观察,研究了试验温度、终冷温度及组织对冲击断裂过程及止裂性能的影响.结果表明,终冷温度为400℃时,钢的裂纹形成能及扩展能较高,止裂性能良好,仅-60℃时出现少量分层;终冷温度为520℃时,随试验温度降低,裂纹形成能和扩展能逐渐降低,止裂性能逐渐下降,断口中韧窝脆性倾向增强,分层加重.冲击过程中的最大冲击载荷随试验温度的降低而近似线性增加.组织的均匀、板条边界和晶界处的膜状、细小点状M/A岛、细小析出相均有益于钢的冲击韧性及止裂性能.     

不同角度裂纹缺陷对材料动态断裂行为的影响

采用新型数字激光动态焦散线试验系统,对含相互垂直和相互共线两种裂纹缺陷介质在冲击载荷作用下的动态断裂行为进行了研究。结果表明:在动态冲击载荷的作用下,边裂纹缺陷处应力集中程度远大于试件的内部裂纹缺陷处应力集中程度;当裂纹从垂直内部裂纹缺陷的端部再次起裂时,表现为Ⅰ/Ⅱ复合型断裂;起裂后,裂纹的断裂模式很快由Ⅰ/Ⅱ复合型向Ⅰ型转化;而对于内部共线裂纹缺陷而言,裂纹的起裂和扩展始终表现为Ⅰ型断裂形式。当内部裂纹缺陷垂直于边裂纹时,内部垂直裂纹缺陷对边裂纹扩展的裂纹尖端的应力强度因子和裂纹扩展速度均有抑制作用;且当裂纹再次从内部垂直裂纹缺陷处起裂后,裂纹的扩展速度和应力强度因子也较共线裂纹缺陷时的高;裂纹扩展速度与裂纹尖端的动态应力强度因子呈正相关性。     

J积分断裂准则在弹塑性I—Ⅱ复合型加载下的应用探讨

在分解Ｊ积分法调制的弹塑性大变形的有限元程序计算基础上，用阻力曲线法研究究了两种油井钻杆材料不同Ⅰ－Ⅱ复合比下的Ｊ积分阻力特性。结果表明：随Ⅱ型分量增加，以Ｊ积分形式表示的断裂抗力降低，提出了一个适于钻杆钢等中低强度、塑韧性较好的材料的复合型延性断裂准则：Ｊｃ＝ＪⅡｃ－（ａ－１）ＪⅡ（其中ａ为一材料常数，但在实验范围内，试样尺寸对ａ还有一定影响）。并结合复合延性裂微观过程的观察，对该准则和ａ值做了     

轴承钢GCr15混合型（Ⅰ＋Ⅱ）断裂试验研究

采用紧凑拉伸剪切断裂试样（ＣＴＳ），对轴承钢ＧＣｒ１５进行了（Ⅰ＋Ⅱ）混合型断裂试验。试验结果表明，近似符合双参数ＫⅠＣ，ＫⅡＣ的椭圆规律，裂纹扩展开裂角θ０与裂尖塑性区的形状有关。     

海拉尔—塔木察格盆地中部断陷带断裂系统对潜山油气成藏的控制

为了查明海塔盆地中部断陷带潜山成因机制及成藏特征,研究断裂与潜山的配置关系,并通过对断裂系统的解剖,总结断裂系统对潜山成藏的控制作用.海塔盆地中部断陷带潜山按成因机制共分为3个大类8个亚类,其构造形态主要受Ⅰ型(早期伸展断裂系统)、Ⅰ-Ⅱ型(早期伸展中期张扭断裂系统)和Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型(早期伸展中期张扭晚期反转断裂系统)共3种断裂系统控制,其中Ⅰ型断裂系统为早期形成的断裂,促进潜山裂缝储层的发育,并作为遮挡边界有利于油气聚集,同时使潜山与烃源岩对接形成单、双向2种供烃模式,因此,Ⅰ型断裂系统控制的潜山是勘探的有利目标；Ⅰ-Ⅱ型和Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型断裂系统属于多期活动的断裂,控制潜山的形成及演化,更易形成裂缝密集带,但由于断裂多期的活动易导致油气散失,且不利于“供烃窗口”的形成,断裂控储与控藏具有不一致性,故对潜山油藏以破坏作用为主.     

混凝土断裂临界值测试研究

对一种常规混凝土，用相同的单边裂缝方形试件和统一的加载装置，进行了Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型３种单一型和Ⅰ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅲ、Ⅱ－Ⅲ、Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ４种复合型裂缝失稳扩展时的应力强度因子临界值的测试，得出ＫⅠｃ、ＫⅡｃ、ＫⅢｃ和Ⅰ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅲ、Ⅱ－Ⅲ复合型临界断裂曲线和Ⅰ－Ⅱ一Ⅲ复合型临界断裂曲面，从而获得了完整的Ｋ判据临界值体系。