宏觀結構的三參數(shù)三維斷裂研究.pdf

1、南京航空航天大學博士學位論文宏觀結構的三參數(shù)三維斷裂研究姓名：趙軍華申請學位級別：博士專業(yè)：工程力學指導教師：郭萬林20080301宏觀結構的三參數(shù)三維斷裂研究II2)針對I型彈塑性平面應變裂紋，通過引入彈塑性泊松比veq(此時Tz=veq)并進行詳細的理論分析，給出了能準確描述平面應變裂紋前沿應力應變場的準解析解，該解可以將HRR解只能描述Tz=0.5區(qū)域內的應力應變場拓展到能完整描述整個裂紋前沿塑性區(qū)域內的應力場。同時給出了當給定一

2、某個點(r(Jσ0)θ)，通過方程的迭代就可以確定該點處的Tz，從而最終確定各點處各應力參數(shù)及能量參數(shù)，進而完整確定了裂紋端部場了?；谄矫鎽兊睦碚摻Y果，進而提出了三維裂紋端部場的一種在給定某個點(r(Jσ0)θ)及相應的veq(此時Tz≠veq)，再確定Tz的方法，進而最終確定整個三維裂紋的端部場的思想。3)針對復雜彈塑性結構中各種典型的三維裂紋，利用三維彈塑性體單元建立了各種形式裂紋(內埋橢圓裂紋、半橢圓表面裂紋和14橢圓角裂紋)

3、的有限元模型，并通過對軟件的二次開發(fā)分別求出了裂紋前沿附近的J積分、Q應力和離面約束因子Tz的分布，再結合彈塑性斷裂力學理論并引入彈塑性泊松比veq，推導出利用已有彈性的Tz分布結果可以較好地描述彈塑性離面約束因子Tz分布的半解析公式，同時給出了能夠準確描述等效應力σe和等效應變εe的近似公式，從而建立起利用三參數(shù)JQTTz對三維裂紋前沿整個塑性區(qū)域端部場的完整描述的方法，這一系列成果為彈塑性結構的剩余強度評定提供了堅實的理論基礎。在以

4、上工作基礎上，采用應變能密度因子理論和三維約束理論，對彈性和彈塑性三維斷裂準則進行了探討，發(fā)現(xiàn)建立在應變能密度因子理論基礎上的三維斷裂準則無法顯示T應力的影響，最后通過試驗結果驗證了彈塑性斷裂準則的有效性。同時給出了預測各種一般三維裂紋在疲勞載荷作用下裂紋擴展的近似經(jīng)驗公式。從而為三維結構的剩余壽命預測和剩余強度評估建立起聯(lián)系的橋梁。此外，本文對珍珠貝的力學性能和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的多裂紋柱體扭轉問題進行了研究，相關結果在附件中給出。作為