不同韧性材料扩展裂纹尖端GH奇异场(英文)

用云纹法和光学空间滤波技术测量了双边裂纹单向拉伸的４种不同硬化指数铝 试件扩展裂纹尖端三维位移场；分析了位移奇异性；与ＧＨ理论解进行了比较。给出了 Ｉ型、平面应力、幂硬化材料扩展裂纹尖端奇异场比较的形式。证明和确定了试验的 ＧＨ奇异场主导区的存在及其范围和形状。ＧＨ主导区的尺寸和形状与材料特性、试件 几何尺寸和外载形式有关。在ＧＨ场内裂纹尖端附近有三维变形损伤区，该区内不是ＧＨ 奇异性．紧靠裂纹尖端有一个断裂过程区。随着外载荷增加将随机地出现孔洞并导致裂 纹扩展。     

裂纹尖端弹塑性分析方法探讨

根据HRR理论以及薛大为提出的简化理论,给出了一种对平面应变Ⅰ型裂纹尖端进行弹塑性分析的方法,并根据此法得出了完全近似解。     

裂纹尖端的塑性区分析

应用叠加原理，将Ⅰ型，Ⅱ型和Ⅲ型裂纹尖端附近区域的应力场进行叠加，从而得到Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ复合型裂纹尖端附近区域的应力场。在此基础上，依据Ｍｉｓｅｓ屈服准则，导出Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ复合型裂纹尖端的塑性区边界曲线方程。最后，对各种类型的裂纹尖端的塑性区进行了讨论。     

论裂纹尖端附近位移场精确解的封闭形式

本文利用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换方法和Ｗｅｂｅｒ－Ｓｃｈａｆｈｅｉｔｌｉｎ间断积分，求得裂纹尖端附近位移场精确解的封闭形式，从而改进了断裂力学中Ｗｉｌｌｉａｍｓ复特征展开式级数解的主项位移场公式．     

DSCM测量铸铁裂纹尖端演化过程

基于梯度的搜索算法计算亚像素位移、基于位移场局部最小二乘拟合计算应变场.测量了铸铁预制裂纹三点弯曲梁裂纹尖端的演化过程,给出了试件加载过程中的全程荷载-位移曲线以及试件裂纹扩展的过程.由DSCM分析结果,给出了试件在不同加载阶段下裂纹尖端的位移场及应变场.     

Ⅲ型扩展裂纹的尖端场

以位移、应力函数为基本未知量,采用Mises屈服条件,对理想塑性材料中准静态扩展的Ⅲ型裂纹进行了分析. 裂尖场分为三个区,即扇形区、弹性卸载区和均匀应力区,推导了渐近方程,并求得数学封闭解,由数值计算得到了各分区的角度值.结果表明应变具有(ln(1/r))     

相异双材料界面裂纹尖端应力场

文章对各向同性和各向异性双材料界面裂纹的相关问题进行讨论,给出了力学模型.通过构造应力函数,借助复变函数断裂复变方法,求解一类偏微分方程组的边值问题,研究了Ⅰ型界面裂纹尖端的应力场.     

功能梯度材料裂纹尖端的动态应力场

功能梯度材料（FGMs）的优越性在于既能有效地抗腐蚀、抗辐射和抗高温,同时又能极大地缓解热应力和残余应力。笔者根据非局部理论对含反平面裂纹无限大功能梯度材料板在冲击载荷作用的问题进行研究。假设材料的剪切模量和密度为指数形式模型,泊松比为常数,利用拉普拉斯和傅立叶变换将混合边界值问题简化为对偶积分方程,并得到裂纹尖端应力场。     

理想裂纹尖端的光弹性应力分析

本文总结了目前光弹性法研究断裂力学中于模型试样上制作模拟裂纹所用的三种方法——机械加工,夹片和张拉法。前两种方法只能在试件上形成切口状裂缝,而第三种方法可以形成品质优良的“理想尖裂纹”(即裂缝宽度为零的尖裂纹)。本文分析了在用不同方法所形成的裂纹试件,对光弹性法实验确定K_1的影响。给出“理想尖裂纹”试件作K_1测定中所呈献的特点.实践表明,在“理想尖裂纹”试样上进行测定时,由于数据采集范围大,数值稳定性好,T—N曲线上试验点分布规律性明显,能带来高精度的测定结果。此外,文中还提出评定裂纹试样的三条质量标准。     

疲劳裂纹尖端塑性区的云纹法测定

本文用云纹法获得了GCr15钢经拉一拉疲劳试验后裂纹尖端的云纹信息,计算处理得出裂纹尖端塑性区的主应变场,其形状好似蝴蝶,建立了蝴蝶形主应变场的数学式子。实验结果表明:与轴呈45°方向上的ε_x为零且主应变场梯度最小,而沿裂纹方向主应变梯度最大,间接地证实了Laird的展性裂纹扩展钝化机制。     

裂纹尖端损伤区内细观变形的测量

用莫尔格子方法测量了韧性材料扩展裂纹尖端前方１ｍｍ２范围内细观变形场。由位移场计算了应变场分布。观察了裂纹尖端区域内孔洞的形成与扩展。宏观裂纹扩展与原始裂纹方向成±４５°方向前进。实验发现，在细观区域内裂纹尖端εｙｙ应变分布有奇异性，但是在静止裂纹阶段，不是ＨＲＲ奇异性，在扩展裂纹阶段也不是单ｌｏｇ奇异性。实验测量了距裂纹尖端 ０．１ｍｍ处的应变 εｙｏ，当裂纹扩展时该应变保持为常量，有希望可以代表材料韧性。     

金属试样裂纹尖端COD的焦散法法测定

根据焦散线法和弹塑性断裂力学原理，提出和分析了测量裂纹尖端ＣＯＤ的三种实验方法。对焦散线法和伪焦散线法联合测定ＣＯＤ的方法进行了深入的研究。并列举了该法的具体应用，从而改进了Ｔｈｅｏｃａｒｉｓ Ｐ Ｓ提出的经典焦散线测量方法。     

金属管道裂纹尖端磁通量密度的模拟计算

用数值模拟方法研究了金属管道裂纹尖端磁通量密度的分布情况.给出了电流分布,磁通量密度的分布.模拟结果表明,金属管道裂纹尖端的磁通量密度是最大的,并且磁通量密度的大小随着电流密度的增加而增大.通过具体算例表明,金属管道裂纹尖端的电流密度为1010A/m^2数量级时,金属管道裂纹尖端磁通量密度约为0.1 wb的数量级.     

界面裂纹尖端场的有限变形分析

采用完全非线性弹性理论，研究了两类不可压缩材料形成的界面裂纹尖端场．通过将裂纹尖端场划分为收缩角区和扩张角区，得到并求解了裂尖场的渐近方程，揭示了应力、应变场所示的奇异特性．     

温度对裂纹尖端张开位移的影响

以含穿透缺口无限大受拉平板的Dugdale-Barrenblett模型(D-B模型)为基础,通过理论分析和数值模拟,讨论温度对裂纹尖端张开位移(CTOD)的影响规律.结果表明:裂纹尖端张开位移值在-90℃到20℃范围内随温度升高或降低而增大或减小;温度从20℃逐渐降低到-90℃,CTOD不发生变化;温度从-90℃升高,CTOD逐渐增大;随着荷载的增大,裂纹尖端张开位移随温度升高的幅度增大;荷载增大致使裂纹尖端塑性区发展程度变高,使得裂纹尖端张开位移随温度变化的幅度增大.     

奇异信号的若干性质

本文详细研究了连续时间奇异信号的若干性质，得出了一些有用的结论。     

等参奇异裂纹单元的研究

探讨一维、二维直至多奇异性等参单元完备性及可行性,并构造一组新型的高精度的含奇异性的等参裂纹单元,同时编制了程序对一典型算例进行分析。     

奇异值分解中非奇异矩阵的性质结构

矩阵分解在和矩阵理论中有着极其重要的作用,其中奇异值分解尤其重要,本文着重研究了三个矩阵QQ-SVD分解中非奇异矩阵的性质结构。     

双材料弯曲界面裂纹尖端应力分析

探讨受纯弯载荷作用的各向同性和正交异性双材料中心穿透界面裂纹尖端附近的断裂问题,通过复变函数方法和偏微分方程组理论,构造了新的挠度函数,基于边界条件,将复合材料界面裂纹问题转化为一类偏微分方程组的边值问题,在正交异性材料的特征根判别式大于的情形下,得到了受纯弯裁荷作用的各向同性和正交异性双材料中心穿透界面裂纹尖端附近的弯矩、扭矩和应力的计算公式.当双材料变成单材料时,可以验证与各向同性单材料的应力奇异指数吻合,并用有限元验证了理论值的正确性.     

基于裂纹尖端张开角准则的多裂纹薄壁结构剩余强度分析

评估由中央裂纹（M(T)）试样获得的裂纹尖端张开角(CTOA)预测多裂纹薄壁结构剩余强度的有效性.利用ABAQUS软件建立含有M(T)试样的二维有限元模型,采用裂纹尖端张开角断裂准则和平面应力模型模拟其裂纹扩展过程.对具有不同初始裂纹长度的M(T)试样,该方法预测的剩余强度和载荷-裂纹扩展增量曲线与试验结果接近,误差小于6%;但对于含有多条裂纹试样的剩余强度预测值偏大,相对误差在20%左右.通过增加对裂纹尖端周围单元约束的改进,采用平面应变核模型可以有效提高剩余强度预测精度;对具有不同多裂纹构型的薄壁结构进行分析,采用恒定裂纹尖端张开角和平面应变核的方法均可以得到与试验相近的结果,剩余强度预测误差基本都在10%以内.