带微裂纹物体的有效断裂韧性.PDF

第 卷 第 期 力 学 学 报 ∂ 年 月 ≤× ∞≤≤≥≤ 带微裂纹物体的有效断裂韧性 高蕴昕 余寿文 郑泉水 杨 卫 清华大学工程力学系 北京 摘要 按照等效介质的思想 引进有效表面能密度的概念 建立了带微裂纹物体有效断裂韧性 的公式 具体计算了微裂纹群分别平行和垂直于宏观裂纹两种情况的减韧比 表明微裂纹群在 产生应力屏蔽 或反屏蔽 效应的同时 也降低了材料的有效断裂韧性 减小了对宏观裂纹的 扩展阻力 关键词 微裂纹损伤体 有效断裂韧性 有效表面能密度 正交各向异性 减韧比 引 言 ≈ 微裂纹屏蔽效应是脆性材料的一种重要的增韧机制等人 最早发现屏蔽现 象 并用计算机模拟的方法定量研究了这一效应 细观力学方法通过研究宏观裂纹与其尖端附 近的一个或多个微裂纹的相互作用 考虑了微裂纹对宏观裂尖应力场的影响 直接计算出宏观 裂纹尖端的应力强度因子 此时 计算对象是宏观裂纹扩展的驱动力 而宏观裂纹 Κ Κ 的扩展阻力仍然是基体材料的断裂韧性 衡量屏蔽效应只需 就可以了 然而 这种直接计 Κ 算 的方法是一个很复杂的问题 关于屏蔽效应细观研究的方法和成果 ≈进行了 Κ √ 较为详尽的总结和评述 在连续损伤力学方法中 如 ≈ ≈和 ≈等人 ∏ ∞√ 的工作 宏裂纹尖端的微裂