基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論對(duì)結(jié)構(gòu)斷裂的力學(xué)分析.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)的脆斷已越來(lái)越引起人們的關(guān)注，以往對(duì)結(jié)構(gòu)的脆斷判斷常采用斷裂韌性KIC是否大于其應(yīng)力強(qiáng)度因子KI。因而含裂紋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力強(qiáng)度因子值成為斷裂力學(xué)最為關(guān)注的內(nèi)容，對(duì)含裂紋結(jié)構(gòu)的裂尖塑性區(qū)進(jìn)行線(xiàn)彈性和彈塑性斷裂分析必然涉及到材料的破壞屈服準(zhǔn)則。 對(duì)于小范圍屈服下的裂尖塑性區(qū)大小及應(yīng)力強(qiáng)度因子修正問(wèn)題以往多采用單一的Mises、Tresca、Mohr-Coulomb和雙剪屈服準(zhǔn)則。這些準(zhǔn)則往往沒(méi)有考慮材料的拉壓性能比α和完全充分發(fā)

2、揮能反映中間主應(yīng)力效應(yīng)的參數(shù)b，結(jié)果使得這方面的解答較為單一，因而對(duì)工程結(jié)構(gòu)分析有一定的約束，統(tǒng)一強(qiáng)度理論則彌補(bǔ)了這一缺陷，已有的強(qiáng)度理論均是統(tǒng)一強(qiáng)度理論的特例或線(xiàn)性逼近。本文基于小范圍屈服條件下，應(yīng)用線(xiàn)彈性斷裂理論及統(tǒng)一強(qiáng)度理論塑性區(qū)進(jìn)行分析得出統(tǒng)一強(qiáng)度理論下的統(tǒng)一塑性區(qū)解答；應(yīng)用適用于理想塑性材料的平面應(yīng)變滑移線(xiàn)場(chǎng)理論及統(tǒng)一強(qiáng)度理論，得到統(tǒng)一強(qiáng)度理論下的塑性區(qū)大小與裂紋尖端張開(kāi)位移δ的統(tǒng)一解答。由此發(fā)現(xiàn)運(yùn)用統(tǒng)一強(qiáng)度理論推導(dǎo)的塑性區(qū)的

3、統(tǒng)一解答能靈活地應(yīng)用到金屬、巖土、工程材料等較為寬廣的應(yīng)用范圍。在對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子修正的過(guò)程中，推導(dǎo)出考慮材料強(qiáng)化時(shí)小范圍屈服條件下平面應(yīng)變狀態(tài)中的應(yīng)力強(qiáng)度因子修正的統(tǒng)一強(qiáng)度解答，使得平面應(yīng)變下應(yīng)力強(qiáng)度因子修正有較大的適用范圍，對(duì)發(fā)揮材料的強(qiáng)度潛能有很大的改善。針對(duì)不同的材料性質(zhì)，可以得到不同強(qiáng)度理論下的統(tǒng)一強(qiáng)度解答，對(duì)工程應(yīng)用以及材料斷裂相關(guān)的研究具有一定的參考價(jià)值。 本文運(yùn)用有限元對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行精度分析，不同的裂紋長(zhǎng)度a、