有机玻璃裂纹扩展双参量驱动力模型
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2.5 裂纹的起源与快速扩展
按Griffith裂纹理论，材料的断裂强度不取决于裂纹的数 量，而是裂纹的大小，即临界裂纹尺寸决定材料的断裂强 度。 裂纹进一步扩展2dc，单位面积所释放的能量为dwe/(2dc) (
厚度为1)=πc2/E；形成新的单位表面积所需的表面能为
dws/(2dc)=2。
πc2/E=2→c=2E/(π2)
裂纹除了上述的快速失稳扩展外，还会在应力下，随着 时间的推移而缓慢扩展。这种缓慢扩展也叫亚临界生长， 或称为静态疲劳。
裂纹缓慢生长使裂纹尺寸逐渐增大，当达到临界尺寸， 就会失稳扩展而破坏。一个构件开始负荷时不会破坏， 在一定时间后会突然断裂。即应力持续时间越长，材料 的断裂强度越小。P72
2.5 裂纹的起源与快速扩展
2.5.1 裂纹的起源
1. 晶体微观结构中存在缺陷，当受到外力作用时，缺陷 处引起应力集中，导致裂纹成核。 2. 材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面裂纹。表面 裂纹最危险，裂纹的扩展常常由表面裂纹开始。P69实例 3. 由于热应力形成裂纹。P70
2.5.2 裂纹的快速扩展
裂纹扩展力G= πc2/E；当裂纹达到临界尺寸开始扩展，c↑使 得G↑，而dws/(2dc)=2是常数，因此，裂纹一旦达到临界尺 寸开始扩展，G就越来越大于2，直到破坏。因此，脆性材料 裂纹的起始扩展就是破坏过程的临界阶段。
由于G越来越大于 2，释放出来的多余能量一方面使裂纹扩 展加速，另一方面，能使裂纹增殖，产生分枝形成更多的新
表பைடு நூலகம்。
玻璃板在不同负荷下裂纹增殖示意图
↑→G↑
2.5.3 防止裂纹扩展的措施
1. 应力小于临界应力； 2. 在材料中设置吸收能量的机构，如在陶瓷基体中添加 塑性粒子或纤维制备金属陶瓷和复合材料。 3. 在材料中造成大量极微细的裂纹（小于临界尺寸）也 能吸收能量，阻止裂纹扩展。
厚度为1)=πc2/E；形成新的单位表面积所需的表面能为
dws/(2dc)=2。
πc2/E=2→c=2E/(π2)
裂纹除了上述的快速失稳扩展外，还会在应力下，随着 时间的推移而缓慢扩展。这种缓慢扩展也叫亚临界生长， 或称为静态疲劳。
裂纹缓慢生长使裂纹尺寸逐渐增大，当达到临界尺寸， 就会失稳扩展而破坏。一个构件开始负荷时不会破坏， 在一定时间后会突然断裂。即应力持续时间越长，材料 的断裂强度越小。P72
2.5 裂纹的起源与快速扩展
2.5.1 裂纹的起源
1. 晶体微观结构中存在缺陷，当受到外力作用时，缺陷 处引起应力集中，导致裂纹成核。 2. 材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面裂纹。表面 裂纹最危险，裂纹的扩展常常由表面裂纹开始。P69实例 3. 由于热应力形成裂纹。P70
2.5.2 裂纹的快速扩展
裂纹扩展力G= πc2/E；当裂纹达到临界尺寸开始扩展，c↑使 得G↑，而dws/(2dc)=2是常数，因此，裂纹一旦达到临界尺 寸开始扩展，G就越来越大于2，直到破坏。因此，脆性材料 裂纹的起始扩展就是破坏过程的临界阶段。
由于G越来越大于 2，释放出来的多余能量一方面使裂纹扩 展加速，另一方面，能使裂纹增殖，产生分枝形成更多的新
表பைடு நூலகம்。
玻璃板在不同负荷下裂纹增殖示意图
↑→G↑
2.5.3 防止裂纹扩展的措施
1. 应力小于临界应力； 2. 在材料中设置吸收能量的机构，如在陶瓷基体中添加 塑性粒子或纤维制备金属陶瓷和复合材料。 3. 在材料中造成大量极微细的裂纹（小于临界尺寸）也 能吸收能量，阻止裂纹扩展。
航空有机玻璃疲劳裂纹特性的试验研究
Keywords: PMMA, Fatigue crack propagation, Fatigue crack propagation threshold,
cyclic stress-strain characteristic, crack closure
III
目
录
摘要................................................................................................................................I Abstract（英文摘要）................................................................................................Ⅱ 目 录..........................................................................................................................Ⅳ 绪 论..............................................................................................................1 概述...................................................................................................................1 国内外研究概况...............................................................................................2 论文的主要内容...............................................................................................4 YB-MD-3有机玻璃基本力学性能参数.............................................................5 YB-MD-3有机玻璃的等幅疲劳裂纹扩展特性...........................................6 线弹性断裂力学与疲劳裂纹扩展...................................................................6 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 第三章 3.1 3.2 3.3 3.4 第四章 4.1 4.2 线弹性断裂力学..................................................................................6 疲劳裂纹扩展......................................................................................7 材料和试件准备................................................................................10 试验方案............................................................................................11 试验过程和试验结果........................................................................12 试验数据的处理................................................................................13 试验结果讨论....................................................................................17
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》范文
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》篇一一、引言玻璃材料作为现代工程中广泛使用的材料之一，其裂纹扩展和破坏形态的研究具有重要的实际意义。
随着材料科学的进步，传统的连续介质力学在研究材料的裂纹扩展和破坏形态方面已经取得了一定的成果，但仍然存在一些局限性。
近场动力学作为一种新兴的力学理论，能够更好地描述材料在裂纹扩展和破坏过程中的非局部效应，因此，本文将基于近场动力学对玻璃材料的裂纹扩展和破坏形态进行研究。
二、近场动力学理论基础近场动力学（Peridynamics）是一种非局部的连续介质力学理论，其基本思想是将传统的微分方程转化为积分方程，以描述物质点之间的相互作用。
在近场动力学中，每个物质点在其近场范围内与其他物质点相互作用，这种相互作用通过核函数来描述。
通过近场动力学理论，可以有效地模拟材料的裂纹扩展和破坏过程。
三、玻璃材料裂纹扩展的数值模拟3.1 模型建立首先，建立玻璃材料的数值模型。
根据玻璃材料的物理性质和几何尺寸，设定合理的近场范围和核函数。
在模型中，将玻璃材料划分为多个物质点，每个物质点具有一定的质量和相互作用力。
3.2 裂纹扩展模拟在模型中引入初始裂纹，然后通过近场动力学的理论框架，模拟裂纹的扩展过程。
在模拟过程中，考虑了玻璃材料的非线性、各向异性和不均匀性等因素。
通过对比模拟结果与实际裂纹扩展的形态，验证了近场动力学理论的适用性。
四、玻璃材料破坏形态的实验研究为了进一步验证近场动力学理论的准确性，本文还进行了玻璃材料破坏形态的实验研究。
通过单轴拉伸、弯曲等实验方法，观察了玻璃材料的破坏形态和裂纹扩展过程。
实验结果表明，近场动力学理论能够较好地描述玻璃材料的破坏形态和裂纹扩展过程。
五、结论通过对基于近场动力学的玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究，本文得出以下结论：（1）近场动力学理论能够有效地描述玻璃材料的非局部效应，为研究材料的裂纹扩展和破坏形态提供了新的思路和方法。
（2）通过数值模拟和实验研究，验证了近场动力学理论在描述玻璃材料裂纹扩展和破坏形态方面的准确性。
裂纹扩展物理模型
裂纹扩展物理模型引言：裂纹扩展是材料科学中一个重要的研究方向，其研究对象是材料中的裂纹在外加载荷下的扩展行为。
裂纹扩展物理模型的建立是理解和预测裂纹扩展行为的关键。
本文将介绍裂纹扩展物理模型的基本原理和应用，包括线弹性力学模型、能量释放率模型和断裂力学模型。
一、线弹性力学模型：线弹性力学模型是裂纹扩展物理模型的基础，在裂纹扩展的早期阶段起到了重要作用。
该模型假设材料是线弹性的，即满足胡克定律，裂纹周围的应力场可以用弹性势能表示。
在这个模型中，裂纹尖端的应力场集中在一个奇异点附近，通常表示为K字段。
K字段可以通过应力分析或数值模拟得到，它是一个衡量裂纹尖端应力强度的关键参数。
线弹性力学模型的优点是简洁易用，但它忽略了材料的非线性和塑性行为，只适用于小裂纹扩展和低应力条件下的情况。
二、能量释放率模型：能量释放率模型是裂纹扩展物理模型的另一个重要方向。
它基于能量守恒原理，通过计算裂纹扩展过程中释放出的能量来描述裂纹扩展行为。
能量释放率模型的基本原理是假设在裂纹尖端附近存在一个小区域，称为裂纹尖端区，该区域的能量密度是一个关键参数。
裂纹扩展的条件是能量释放率达到某个临界值，即裂纹扩展阈值。
能量释放率模型的优点是能够考虑材料的非弹性行为，适用于大裂纹扩展和高应力条件下的情况。
然而，能量释放率模型需要对裂纹尖端区进行精确的能量计算，这在实际应用中可能比较困难。
三、断裂力学模型：断裂力学模型是裂纹扩展物理模型的进一步发展。
它综合考虑了线弹性力学模型和能量释放率模型的优点，并引入了断裂韧性的概念。
断裂韧性是一个材料的固有性质，可以通过断裂试验来测量。
断裂力学模型的基本原理是，在裂纹尖端附近的应力场中引入一个韧性区域，该区域的尺寸与材料的断裂韧性有关。
裂纹扩展的条件是韧性区域内的应力达到材料的断裂强度。
断裂力学模型的优点是综合考虑了材料的弹性、塑性和断裂行为，适用于各种裂纹扩展情况。
然而，断裂力学模型的建立需要对材料的力学性能进行精确的测量和模拟，这对实验技术和数值计算的要求较高。
金属玻璃流变的扩展弹性模型王军强欧阳酥
T =Tg
玻璃转变
液体的流动可能是最广为人知的流动现象. 除
了液体, 有很多物质可以发生流动, 比如空气、 沙 堆、 谷堆、 交通 (汽车和人群) 等. 这些 “物质” 有一 个共同点: 组成单元处于无序排列的状态, 均可以 认为是非晶态. 玻璃 -液体转变现象 (简称玻璃转 变) 是冻结的非晶态结构开始流动 (或其逆过程) 的 典型物理模型. 玻璃转变是凝聚态物理中尚未清 晰理解的重要问题之一 [1] . 随着温度的降低, 液体 中原子或分子运动变得越来越缓慢, 最终在冷速允 许的实验观察时间尺度内无法达到平衡态而被 “冻 结” 成玻璃态. 伴随着过冷液体的 “冻结” 过程, 其 体积或焓随温度的变化率在玻璃转变处会连续降 低, 这与液体 -晶体的凝固过程发生的突变行为完 全不同 [2] . 玻璃转变一般伴随着材料物理性能的 显著变化, 但其原子结构并没有明显的影响. 过冷
金属玻璃流变的扩展弹性模型 王军强 欧阳酥 Extended elastic model for flow of metallic glasses Wang Jun-Qiang Ouyang Su 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 66, 176102 (2017) DOI: 10.7498/aps.66.176102 在线阅读 View online: /10.7498/aps.66.176102 当期内容 View table of contents: /CN/Y2017/V66/I17
物 理 学 报 Acta Phys. Sin.
Vol. 66, No. 17 (2017) 176102
专辑: 非晶物理研究进展
金属玻璃流变的扩展弹性模型∗
王军强 † 欧阳酥
玻璃转变
液体的流动可能是最广为人知的流动现象. 除
了液体, 有很多物质可以发生流动, 比如空气、 沙 堆、 谷堆、 交通 (汽车和人群) 等. 这些 “物质” 有一 个共同点: 组成单元处于无序排列的状态, 均可以 认为是非晶态. 玻璃 -液体转变现象 (简称玻璃转 变) 是冻结的非晶态结构开始流动 (或其逆过程) 的 典型物理模型. 玻璃转变是凝聚态物理中尚未清 晰理解的重要问题之一 [1] . 随着温度的降低, 液体 中原子或分子运动变得越来越缓慢, 最终在冷速允 许的实验观察时间尺度内无法达到平衡态而被 “冻 结” 成玻璃态. 伴随着过冷液体的 “冻结” 过程, 其 体积或焓随温度的变化率在玻璃转变处会连续降 低, 这与液体 -晶体的凝固过程发生的突变行为完 全不同 [2] . 玻璃转变一般伴随着材料物理性能的 显著变化, 但其原子结构并没有明显的影响. 过冷
金属玻璃流变的扩展弹性模型 王军强 欧阳酥 Extended elastic model for flow of metallic glasses Wang Jun-Qiang Ouyang Su 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 66, 176102 (2017) DOI: 10.7498/aps.66.176102 在线阅读 View online: /10.7498/aps.66.176102 当期内容 View table of contents: /CN/Y2017/V66/I17
物 理 学 报 Acta Phys. Sin.
Vol. 66, No. 17 (2017) 176102
专辑: 非晶物理研究进展
金属玻璃流变的扩展弹性模型∗
王军强 † 欧阳酥
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》一、引言近场动力学（Peridynamics）是一种新兴的力学理论，以其独特的优势在研究材料力学行为中获得了广泛的关注和应用。
尤其在材料裂纹扩展和破坏形态的研究方面，近场动力学显示出强大的理论支持和实践价值。
本研究将聚焦于玻璃材料，利用近场动力学进行其裂纹扩展和破坏形态的深入分析，为材料力学性能的研究提供理论支撑和实践指导。
二、近场动力学理论基础近场动力学理论通过引入物质点间的相互作用力，将传统的基于全局场的力学理论转变为基于局部近场力的理论。
在近场动力学框架下，物质点的运动和相互作用力是通过近场区域内的其他物质点来定义的，这使得其能够更好地模拟材料的裂纹扩展和破坏形态。
三、玻璃材料裂纹扩展研究本研究以玻璃材料为研究对象，利用近场动力学理论对其裂纹扩展过程进行模拟和分析。
首先，我们建立了基于近场动力学的玻璃材料模型，并设置了适当的参数。
然后，通过对模型施加外部应力，模拟裂纹的生成和扩展过程。
最后，通过分析模拟结果，得出裂纹扩展的规律和影响因素。
在研究过程中，我们发现近场动力学能够很好地模拟玻璃材料的裂纹扩展过程。
裂纹的生成和扩展与外部应力的作用密切相关，同时也受到材料内部结构和性质的影响。
此外，我们还发现近场动力学的参数设置对模拟结果具有重要影响。
适当的参数设置能够更准确地模拟出玻璃材料的裂纹扩展过程。
四、玻璃材料破坏形态研究在研究玻璃材料的破坏形态方面，我们同样采用了近场动力学理论。
我们通过对不同条件下玻璃材料的破坏过程进行模拟，分析了破坏形态的特点和影响因素。
研究发现，玻璃材料的破坏形态与其内部结构和性质密切相关。
在受到外部应力作用时，玻璃材料内部的微裂纹会逐渐扩展并相互连接，最终导致材料的破坏。
破坏形态的表现形式多种多样，包括裂纹的分支、分叉、偏转等。
此外，我们还发现温度、湿度等环境因素也会对玻璃材料的破坏形态产生影响。
五、结论本研究利用近场动力学理论对玻璃材料的裂纹扩展和破坏形态进行了深入研究。
PVB夹层玻璃裂纹扩展的参数化实验研究
PVB夹层玻璃裂纹扩展的参数化实验研究陈晶晶;许骏;刘博涵;孙岳霆;徐晓庆;李一兵【摘要】为对风窗玻璃安全设计提供依据,利用落锤实验台结合高速摄影装置对PVB夹层玻璃板进行面外冲击实验,记录裂纹的动态扩展过程,并根据裂纹扩展速度与加速度曲线来研究裂纹的扩展行为.接着在此基础上进行了参数化实验,研究冲击能量和PVB薄膜厚度对裂纹扩展特性的影响.最后,基于大量的参数化实验数据,采用概率统计方法对裂纹的宏观形态进行了研究.结果表明,玻璃裂纹扩展的速度、加速度和环形裂纹出现的频度皆与PVB薄膜厚度和冲击能量有显著的相关性.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2015(037)002【总页数】6页(P235-240)【关键词】PVB夹层玻璃;裂纹扩展;参数化实验;冲击能量;夹层厚度【作者】陈晶晶;许骏;刘博涵;孙岳霆;徐晓庆;李一兵【作者单位】清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084【正文语种】中文在人车碰撞事故中，汽车风窗玻璃是行人主要致伤源之一[1-2]。
冲击产生的玻璃裂纹蕴含了丰富的信息：既可以据此分析风窗玻璃的力学特性，从而对风窗玻璃的优化设计提供依据，还可分析碰撞信息，将其应用于事故重现[3]。
因此，研究风窗玻璃在受冲击条件下的裂纹扩展特点非常必要。
关于PVB夹层玻璃动态断裂的传统研究方法主要局限于数值模拟方面[4-8]。
文献[9]中利用传统有限元的方法研究了风窗玻璃受头部冲击后的裂纹起裂，并进行了相应的参数化分析。
而文献[6]中则利用扩展有限元的方法成功地模拟了风窗玻璃辐射裂纹与环形裂纹的扩展过程，并通过改变冲击速度和冲击物质量等参数来观察裂纹扩展的变化规律。
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》
《基于近场动力学对玻璃材料裂纹扩展和破坏形态的研究》一、引言玻璃材料作为现代工程中广泛使用的材料之一，其裂纹扩展和破坏形态的研究具有重要的学术和应用价值。
传统的研究方法通常基于连续介质力学理论，但玻璃等脆性材料在破坏前常出现非均匀和复杂的行为，这给传统方法带来了挑战。
近年来，近场动力学（Peridynamics）作为一种新兴的力学理论，为研究玻璃材料的裂纹扩展和破坏形态提供了新的思路。
本文基于近场动力学理论，对玻璃材料的裂纹扩展和破坏形态进行了深入研究。
二、近场动力学理论概述近场动力学理论是一种基于非局部作用的力学理论，它将物质看作是由一组相互作用的粒子组成的网络。
在该理论中，每个粒子在其近场范围内与其他粒子发生相互作用，通过计算这些相互作用力来描述物质的力学行为。
与传统的连续介质力学相比，近场动力学更适用于描述材料的非均匀和复杂行为。
三、玻璃材料裂纹扩展的近场动力学模型针对玻璃材料的裂纹扩展问题，我们建立了基于近场动力学的模型。
在该模型中，我们首先定义了近场范围、相互作用势等关键参数。
然后，通过计算每个粒子与其他粒子之间的相互作用力，模拟了裂纹在玻璃材料中的扩展过程。
同时，我们还考虑了不同加载条件对裂纹扩展的影响，如加载速率、温度等。
四、玻璃材料破坏形态的模拟与分析利用建立的近场动力学模型，我们模拟了玻璃材料在不同条件下的破坏形态。
通过对比实验结果和模拟结果，我们发现模拟结果与实验结果具有较好的一致性。
在此基础上，我们进一步分析了玻璃材料的破坏机制，包括裂纹的扩展路径、破坏形态的演变等。
同时，我们还探讨了不同因素对玻璃材料破坏形态的影响，如材料性质、加载条件等。
五、结论本研究基于近场动力学理论对玻璃材料的裂纹扩展和破坏形态进行了深入研究。
通过建立近场动力学模型，我们成功模拟了玻璃材料在不同条件下的裂纹扩展和破坏形态。
与实验结果相比，模拟结果具有较好的一致性。
此外，我们还探讨了不同因素对玻璃材料破坏形态的影响，为进一步优化玻璃材料的性能提供了理论依据。
YB-MD-3有机玻璃的疲劳裂纹扩展特性研究
９２ ； ＝ ．７
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进 行 了 应 力 比 Ｒ 分 别 为 ０ ０ ，． ，． ． ６ ０ ３ ０ ５的 三 组 试 验 ，
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其 中
Ｇ ： ３ ９ — １． ＋２ ２ ． ７ ０ ８８ ６． ５ 一 ３８ ９ ．
＋３ ． ５ ０ １
收 稿 日期 ： ０ ５ ９２ ；修 订 日期 ： ０ ５ １ ・５ ２ ０ － ．３ ０ ２ ０ ・２ １
作 者 简 介 ：贾 敬 华 （ ９ ９ ），硕 士 １７ 一 通 讯作 者 ：李 亚 智 ， 授 ，ａ ｈ １ ｎ ｕ ｅ ｕ 教 ｙ ｚ ．ｉ ｗｐ ． ｄ 。 ＠
同的有 机玻 璃材 料进 行 了试 验 研 究 ， 合 了不 同 形 拟
式 的裂 纹扩 展公式 。
ｌ 试 验 方 案
疲 劳试 验 在 Ｍ Ｓ８ ０ Ｔ ｓ ｔｒ 压 伺 服 疲 劳 试 Ｔ １ ｅｔ ａ 液 ｓ 验 机 上进行 ， 温环 境 （ ８～２ 室 １ ５Ｃ）。 ｏ
ＭＤ ３有 机 玻 璃 疲 劳 裂 纹 扩 展 的 影 响 。 ．
关 键 词 ： 机 玻 璃 ；疲 劳 裂 纹 扩 展 ；门 槛 值 ； 均应 力 ； 缩 载荷 ；频 率 有 平 压
中 分 类 号 ： ２ ５ ６ ０ ４ ． Ｖ １．；３６ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ・０ ３ ２ ０ ） ５Ｏ ０ － ０ ５ ５ ５ （ ０ ６ ０ － １ ９Ｏ ４
１ １ 试 验 件 ．
等 幅疲 劳 裂纹 扩 展 试 验 ， 用 中心 穿透 裂 纹 的 采 矩 形 板 Ｍ（ 试 件 ， 尺 寸 为 ３ ０ Ｔ） 其 ２ ｍｍ（ 度 ）× 长
８ ｒ 宽 度 ）×９ ｍ（ 义 厚 度 ） 应 力 强 度 因 子 范 ０ ｍ（ ａ ａ ｒ 名 。
利用有裂纹与无裂纹J积分之差分析裂纹扩展能量释放率
利用有裂纹与无裂纹J积分之差分析裂纹扩展能量释放率陈昌荣
【期刊名称】《应用数学和力学》
【年(卷),期】2018(39)10
【摘要】用有裂纹与无裂纹时的远场J积分之差分析了无限大平面中心裂纹的能量释放率,材料形式分别为均匀和层状材料,裂纹垂直于拉伸方向,层状材料界面平行于拉伸方向.有裂纹与无裂纹J积分之差表示载荷作用下的无裂纹材料引入裂纹所导致的J积分变化.对于均匀材料无限大平面中心裂纹,能量释放率等于对称轴处应变能密度释放量沿对称轴的积分,其值等于无裂纹时的应变能密度乘以一个以裂纹半长为半径的圆周长.对于层状材料无限大平面中心裂纹,能量释放率等于对称轴处应变能密度释放量沿对称轴的积分减去界面J积分的改变量.
【总页数】8页(P1172-1179)
【关键词】能量释放率;J积分;材料非均匀性;材料界面;Eshelby张量
【作者】陈昌荣
【作者单位】上海工程技术大学飞行学院
【正文语种】中文
【中图分类】O346.1
【相关文献】
1.冲击载荷下扩展裂纹尖端动态能量释放率分布的焦散线分析 [J], 姚学锋;方竞
2.用路径守恒积分计算平面准晶裂纹扩展的能量释放率 [J], 吴祥法;范天佑;安冬梅
3.冲击载荷下加载率对裂纹扩展速度、断裂韧度和能量释放率的影响 [J], 郎林;朱哲明;王寒冰;黄建伟;王蒙;张宪尚
4.冲击载荷下加载率对裂纹扩展速度、断裂韧度和能量释放率的影响 [J], 郎林;朱哲明;王寒冰;黄建伟;王蒙;张宪尚
5.基于虚拟裂纹闭合法计算裂纹扩展的能量释放率 [J], 肖涛;左正兴;刘栋;龙凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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环塑性区的大小受到 Ａ Ｋ参数控制 。为了避免考虑 裂纹闭合效应 ， 结合 Ｓｄｎｄ 提 出裂纹扩展的动力 ａａａａ 参 数 Ｋ 和 △ Ｄ ｎｅ Ｋ ｊｗｋ 提 出 了新 的包 含 ， ａｉ ｕａ ｓｉ ｌ
兰 ０． 。 ５
自从 ＥｂｒＪ 验发 现裂 纹 闭合效 应现 象 以来 ， ｌｅ 试 裂纹 闭合 现象 作 为影 响疲 劳裂纹 扩 展行 为 的主要机
制 已被 广 泛接 受 ， 为 裂纹 扩 展 的驱 动 力 是 有 效应 认 力场 强度 因子 Ａ 其表 达为 ： Ｋ
△ ：Ｋ 一 。 （） １ 式 中 ， 是 裂 纹张 开时应 力 对应 的场 强度 因子 ， … Ｋ。 Ｋ
（） ２
式 中 Ａ 正应力 对应 的应 力 场 强 度 因子 范 围 ， Ｋ 为 当 Ｒ＞ ０时 ， Ｋ Ａ ＝Ａ 当 Ｒ≤Ｏ时 ， Ｋ ＝ Ｋ 。此 裂 Ｋ； Ａ … 纹 扩展 驱动力 模 型 在大 多 数 金 属 材 料 中得 到验 证 ， 对 于 大 多 数 金 属 材 料 ， ｕａ ｓ ｉ给 出 相 关 参 数 Ｋ ｊｗ ｋ
第 ３ 卷 第 ４期 １
２ １ 年 ８月 ０１
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料
学
报
Ｖｏ ． １ ３１， Ｎｏ ４ ．
Ａｕｇ ｓ ２ ｕｔ ０１１
Ｊ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＥ Ｏ ＲＯＮ ＡＵＴ Ｃ Ｉ ＡＬ ＭＡＴ ＲＩ Ｓ 参 量 驱 动 力 模 型
值 Ｏ， ｔ 就是 参数 Ｋ 中的相关 参 数 Ｏ值 。 Ｌ
是 Ｋ 和 Ａ 两 者 在不 同 的阶 段起 主导 作 用 ， 纹 Ｋ， 裂 尖端 单 调塑性 变 形 区 的大 小 主 要 受 到 控制 ， 循
目前 ， 机 玻 璃 作 为 飞 机 构 件 ， 到 的 重 要 有 遇 问 题 之 一 就 是 有 机 玻 璃 的 损 伤 容 限 和 有 机 玻 璃 构件的疲 劳 寿命 评估 Ｊ 。对 有机 玻璃 构 件 的疲
扩 展 速 率 曲线 影 响 的 裂 纹扩 展 驱 动 力 Ａ ， 不 Ｋ 使 同应 力 比所 对 应 的 ｄ ／ Ｎ— Ｋ 曲线 重 合 在 一 起 ， ａｄ Ａ 幽 有利 于 为研究 不 同应力 比条 件下 的裂纹扩 展 速率 曲 线 节 省很 多 时间 和成本 。
Ｋ ＝（ ） Ａ 。 Ｋ （ Ｋ ） 。
ＤＯ ：０ ３６ ／．ｓｎ １０ ・ ５ ．０ ４ ０６ Ｉ １． ９ ９ｊｉ ．０ ５５ ３ ２ １ ． ． １ ｓ ０ １
中 图分 类 号 ： ２ ３ Ｖ １ ． Ｖ ２ ； ２５５
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ ５５５ （０ １ ０ － ８ －４ １０ —０ ３ ２ １ ）４－ ６０ ０ ０
于 有 机 玻 璃 ， 参 量 裂 纹 扩 展 驱 动 力 模 型 中 的 相 关 参 数 Ｏ并 非 定 值 ， 与 应 力 比 、 裂 韧 度 、 力 场 强 度 因 子 和 裂 双 ｔ 是 断 应
纹扩展 速率 趋于无穷大时双参量动力模型 中相关参 数 Ｏ Ｌ 有关 的 函数 。在一定应 力 比范围 内， 到基于双 参量动 得 力模 型的疲 劳裂纹扩展速率通用表达式 ， 能很好地表征不 同应力 比下 的疲劳裂 纹扩展 行为 ， 表明 了应 力 比对有机 玻璃疲 劳裂 纹扩展速率 中部区 和加速 区的影 响。 关键 词 ： 裂纹扩展驱动 力 ； 应力 比；裂纹扩展速率 ； 应力 场强 度因子 ； 有机玻璃
其中参数 Ｋ 中相关 参数 的计算 方法 为式
（） ２ 两边 同 时取对数 ， 到 ： 得
ｌｇ ＝ ｃｏＫ ＋（ ）ｏａ ｏＫ ｄｇ １一 ｌｇ Ｋ 式 （ ） 过变形 得 到 ： ３经 ｌ ｏ ＝（ １一ａ ／ ） ｇ Ｋ ＋（／ ） ｇ （） 一（ ）ａ ｌ ａ １ａ ｌ Ｋ ４ ｏ ｏ 从式 （ ） 以看 出 ， 于一 定 的 裂纹 扩 展速 率 ， 同 ４可 对 不 （） ３
的应 力 比将 对 应 不 同 的 （ Ｋ Ａ ，Ｋ ） 在 双 对 数 坐 ， 标 中 ， 线 的斜 率 为 一（ 直 １一Ｏ ／ 由此 就 可 以计算 ｔ ， ） 得 到一 定裂 纹 扩 展 速 率 所 对 应 的 参 数 中 的 Ｏ， ｌ 计 算不 同的裂纹 扩 展 速率 所 对 应 的 Ｏ， 计 算 其 均 ｔ并
是最 大应 力场 强 度 因子 ， 是 因测量 技术 和测 量 但
位 置 的不 同 ， 是个 变化 的值 。而 Ｓ ｄ ｎ ｄ ａａ ａ ａ和 Ｖ ． ａ ｓｄｖｎ４ 认 为 裂纹 闭合 效应 对 裂纹 扩 展 的 阻碍 作 ｕｅａ ｌ 用被 夸 大 了 ， 且 Ｓｄ ｎ ｄ ＿ 提 出裂 纹 扩展 的动 力 并 ａａ ａ ａ６
宋 全 超 ， 张 建 国 ， 乙晓伟 ， 王 泓
（西北工业大学 材料学 院，西安 ７ ０ ７ １０ ２） 摘要： 测定了定 向有机玻璃 Ｙ — Ｍ．１ 应力 比Ｒ＝一 ． ０ １和 ０ ４下 的中部 区和加速 扩展 区的裂纹 扩展速率。 ＢＤ １ 在 ０ ４， ． ． 将适用 于金属材 料的双参 量裂纹扩展驱动力模型 Ｋ ＝（ ｍ （ Ｋ “ Ｋ ） Ａ ） 引入 到有 机玻璃裂 纹扩展行 为研 究 。对
通 常 用应 力 场强 度 因子 范 围 Ａ Ｋ作 为裂 纹 扩展 的驱动 力 ， 并得 相应 的 ｄ／ Ｎ－Ｋ 曲线 ， 估 算构 件 ａｄ Ａ 来
应力 比对 裂纹 扩展 速率影 响 的新参 数 ， 表达 式 其
为：
疲 劳 裂 纹 扩展 寿命 ， 是不 同应 力 比所 对 应 的 ｄ ／ 但 ａ ｄ Ａ Ｎ—Ｋ曲线 不 同 ， 以 寻找 一 个 包 含 应力 比对 裂 纹 所