平面应力Ⅰ型准静态扩展裂纹尖端场的弹粘塑性分析.pdfVIP

学兔兔 第47卷第8期 机 械 工 程 学 报 Vo1．47 NO．8 20 l1年 4月 JOURNAL OF MEC}{ANICAL ENGINEERING Apr． 2011 DoI：10。3901／JME．2011．O8．099 平面应力l型准静态扩展裂纹尖端场的 弹粘塑性分析木 贾 斌 李加雷 庞宝君 王振清 (1．哈尔滨工业大学航天工程系 哈尔滨 150001； 2．哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院 哈尔滨 150001) 摘要：由于材料率敏感性的影响，蠕变材料中裂纹尖端场的分析更加复杂。采用弹粘塑性力学模型，并假设粘性系数为等效 性直变率的幂函数，推导f_}{理想弹塑性材料的 种率敏感型本构关系。通过量级匹配表明裂纹尖端场具有幂奇异性，奇异 指数由粘性系数L{lJ的幂指数唯 ‘确定。推导出平面应力条件l卜准静态扩展裂纹尖端场的控制方程，并给}jJ I型裂纹的边界 条件。采用双参数打l靶法，结合各材料参数的可能取值范围，对控制方程进行了数值求解，并讨论裂尖场特性随各材料参数 的变化规律。结果表明当材料服从理想塑性规律时，裂纹尖端的应力场是连续的，不存在某些无猫性解中出现的不合理间断 线。裂尖场应力强度f{{材料的粘性所控制，泊松比对于裂尖场没有影响，并日 不存在弹性卸载 。 关键词：扩展裂纹 裂纹尖端 粘塑性 平面应力 中图分类号：0346 Elastic--viscoplastic Analysis of the Tip Field of a Mode I Quasi··static Propagating Crack under Plane Stress Condition JIA Bin LI Jialei PANG Baojun WANG Zhenqing (1．Department ofAstronautic Engineering，Harbin Institute ofTechnology,Harbin 150001； 2．College ofAerospace and Civil Engineering，Harbin Engineering University,Harbin 1 5000 1) Abstract：The analysis of crack tip field is more complex in creeping materials because of the influence of rate—sensitivitY．An elastic—viscoplastic constitutive model is adopted and a rate—sensitive constitutive relationship is derived for elastic-·perfectly·-plastic materials，under the assumption that the viscosity coefficient is a power function of the rate of effective plastic strain．It is obtained through dimension match that the crack tip field possesses power singularity，and the singularity exponent is uniquely determined by the power exponent in the supposed viscosity coefficient．The governing equation of q