1-4裂纹扩展准则 课件.pptVIP

裂纹扩展准则 脆性断裂的K准则 由热力学，稳定状态对应着自由能最小，对含裂纹体，其自由能 表面能 临界状态 这意味着裂纹失稳扩展的条件为 平面断裂韧度 由（I型） 裂纹扩展条件也可表示为 平面断裂韧度，为材料常数 1）该准则仅适用于脆性材料，对塑性变形较大的金属材料不适用 2）实验表明，该准则对I型裂纹沿其初始方向扩展是适用的 K准则应用举例 对无限大板含中心穿透裂纹的I型问题，即在无穷远处受均匀拉伸应力σ，已知它引起的应力强度因子为 ，若断裂韧度为KIC，则在保证裂纹不扩展的情况下，最大应力σ是多少？如果保持拉应力大小为σ，则稳定的最大裂纹长度是多少？ 复合型裂纹扩展准则 实际裂纹体往往同时受到I型和II型载荷 裂纹什么时候扩展？（扩展条件） 裂纹沿什么方向扩展？ 最大环向应力准则 由Erdogan和薛昌明提出（1963年） 该准则的基本假设 1）裂纹沿最大周向（或环向）应力 的方向扩展 2）当该方向的环向应力达到临界值时，裂纹失稳扩展 确定方向 确定开裂条件 I、II型复合加载的裂纹尖端应力场 由 ，得 几种简单情况 纯I型 纯II型（KI=0） 无限大板中斜裂纹受拉问题 2a β σ 开裂角 开裂条件 也叫断裂混合度 （mode mixity ） 最大环向应力准则的不足 没有区分广义的平面应力和平面应变问题； 没有考虑其它应力分量的作用； 没有考虑裂尖塑性区的影响 由于该准则形式简单，应用比较方便，误差不大，因而得到广泛的应用。 应变能密度因子准则 由薛昌明提出 该准则的基本假设 1）裂纹沿应变能密度因子s 的极小值方向开裂 2) 当该方向的应变能密度因子s达到临界值sc时开裂 应变能密度 应变能密度因子 根据假设1），开裂角由下式决定 根据假设2），开裂条件为 对纯I型裂纹 对纯II型裂纹 能量释放率准则 对I型裂纹，扩展准则 推广之 裂纹沿延长线方向扩展，故不一定成立 新的能量释放率准则，其基本假设为 1）裂纹沿着能量释放率最大的方向扩展 2）当该方向的能量释放率达到临界值时裂纹扩展 * * * *