断裂力学讲义ch4小范围屈服理论.ppt

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1、大家好大家好1为什么有这样矛盾？为什么有这样矛盾？2线弹性理论适用范围？线弹性理论适用范围？3扔掉扔掉K场？还是在一定范围内使用场？还是在一定范围内使用K场？场？42.2.也不能太靠近裂尖，塑性屈服也不能太靠近裂尖，塑性屈服56789为什么？为什么？10111213牵强在哪里？牵强在哪里？1415ax1由屈服条件：由屈服条件：塑性区尺寸第一次估计塑性区尺寸第一次估计：松弛前后应力平衡，松弛前后应力平衡，塑性区尺寸第塑性区尺寸第二二次估计次估计：，等效裂纹长度：等效裂纹长度：修正塑性区尺寸：修正塑性区尺寸：(1)(2)(3)Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进Irwin采用近似

2、二：应力分布近似平移采用近似二：应力分布近似平移等效应力强度因子：等效应力强度因子：Irwin模型估计模型估计三个估计都趋近于常数三个估计都趋近于常数近似三：裂纹面应力和远场平衡近似三：裂纹面应力和远场平衡Irwin采用近似一：采用近似一：1516Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进含中心裂纹线弹性无穷大板裂尖应力场精确解：含中心裂纹线弹性无穷大板裂尖应力场精确解：改进模型改进模型显然，放弃近似一：用裂尖应力场精确解代替渐近解放弃近似一：用裂尖应力场精确解代替渐近解近似解精确解1617Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进改进模型改进模型由屈服条件：由屈服条件

3、：放弃近似二：放弃近似二：松弛后弹性区分布不是简单的平移得到松弛后弹性区分布不是简单的平移得到而是裂纹长度为而是裂纹长度为 的裂尖应力场精确解的裂尖应力场精确解1718Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进改进模型改进模型裂纹面应力与远场作用外力裂纹面应力与远场作用外力平衡：平衡：新裂尖新裂尖塑性区尺寸估计：塑性区尺寸估计：不同于近似三：不同于近似三：1819Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进与数值结果对比与数值结果对比改进模型预测了无穷大塑性区尺寸与模拟结果和Dugdale模型趋势一致1920Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进与数值结果

4、对比与数值结果对比改进模型预测塑性区尺寸比Irwin模型和Dugdale模型预测的结果更准确小范围屈服时202122Irwin模型塑性区尺寸估计改进模型塑性区尺寸估计改进小结小结Jia,Y.J.,Shi,M.X.,Zhao,Y.,and Liu,B.,J.Appl.Mech-T.ASME,(2013).22为什么实际塑性区要比简单理论模型预为什么实际塑性区要比简单理论模型预测塑性区大？测塑性区大？2324对于小范围塑性屈服，断裂判据应该是怎样？对于小范围塑性屈服，断裂判据应该是怎样？2526272829假设塑性区为条带状（针对含裂纹薄板较准确，平面应力）假设塑性区为条带状（针对含裂纹薄板较准确，平面应力）准确考虑塑性区与弹性场相互作用准确考虑塑性区与弹性场相互作用303132333435363738DugdaleBarenblatt带状屈服内聚力模型带状屈服内聚力模型求解思路小结求解思路小结 394041424344454647484950