第八章非线性断裂力学分解VIP免费

第八章非线性断裂力学第八章非线性断裂力学8.18.1引言引言8.28.2裂纹端部塑性区大小的估计及裂纹端部塑性区大小的估计及IrwinIrwin修正修正8.2.18.2.1塑性理论的基本概念塑性理论的基本概念:Mises:Mises屈服条件和屈服条件和TrescaTresca屈屈服条件服条件8.2.28.2.2塑性区尺寸的一级估算塑性区尺寸的一级估算8.2.38.2.3塑性区应力松驰的影响—塑性区尺寸的二级估算塑性区应力松驰的影响—塑性区尺寸的二级估算8.2.4Irwin8.2.4Irwin的等效裂纹修正的等效裂纹修正8.3Dugdale(D-M)8.3Dugdale(D-M)模型模型8.4Barenblatt8.4Barenblatt内聚力模型内聚力模型8.58.5裂纹扩展阻力裂纹扩展阻力RR和亚临界扩展和亚临界扩展8.68.6裂纹端部张开位移裂纹端部张开位移δδ(CTOD)(CTOD)8.6.1COD8.6.1COD判据判据8.6.28.6.2帕里斯帕里斯(Paris)(Paris)位移公式位移公式8.6.38.6.3无限远处均匀应力无限远处均匀应力σσ产生的张开位移产生的张开位移8.6.48.6.4点力对引起的张开位移点力对引起的张开位移8.6.58.6.5分布力引起的张开位移分布力引起的张开位移8.6.6D-M8.6.6D-M模型的裂纹顶端张开位移模型的裂纹顶端张开位移8.78.7JJ积分积分8.7.1J8.7.1J积分的定义积分的定义8.7.2J8.7.2J积分的守恒性证明积分的守恒性证明8.7.3J8.7.3J积分与积分与KK及及GG的关系的关系8.88.8非线性区尺度非线性区尺度8.8.18.8.1定义定义8.8.2Williams8.8.2Williams和和EwingEwing的方法和的方法和FinnieFinnie的修正。的修正。8.8.38.8.3尹祥础等的结果。尹祥础等的结果。8.28.2裂纹端部裂纹端部塑性区大小的估算及塑性区大小的估算及IrwinIrwin修正修正8.2.18.2.1塑性理论的塑性理论的基本概念基本概念所谓所谓理想脆性材料理想脆性材料，即材料直到断裂前其，即材料直到断裂前其应力应变应力应变关系关系一直服从一直服从虎克定律虎克定律..岩石介质的性质在高温高压条件下会向岩石介质的性质在高温高压条件下会向塑性转化塑性转化..另外由于另外由于岩石其本身性质的极端复杂性岩石其本身性质的极端复杂性((不完整性、多相性、非弹性不完整性、多相性、非弹性及及非均匀性等），再加上环境因素（高温、高压、长时期作用、非均匀性等），再加上环境因素（高温、高压、长时期作用、化学腐蚀化学腐蚀,,特别是超临界流体的应力腐蚀等）的影响，在一特别是超临界流体的应力腐蚀等）的影响，在一定差应力条件下，也会像金属类似表现为延性定差应力条件下，也会像金属类似表现为延性,,在在本构关系本构关系上与塑性的表现类似上与塑性的表现类似..塑性屈服的判据主要有塑性屈服的判据主要有MisesMises条件和条件和TrescaTresca条件条件..11、、MisesMises屈服条件屈服条件MisesMises屈服条件的表达形式：屈服条件的表达形式：2.2.TrescaTresca屈服条件屈服条件si3/22sJ)6/(2sFW)12/()()()(213232221FWs32)()()(3121323222102032Jm31max2m13m32m212||2||2||2/ms主应力空间中，是Tresca屈服条件表示为一个正六边形柱体在单向拉伸时有些材料即使其宏观性质接近弹性体，但是，由于裂纹端部有些材料即使其宏观性质接近弹性体，但是，由于裂纹端部的应力集中程度很高，因此势必产生或多或少的塑性变形，的应力集中程度很高，因此势必产生或多或少的塑性变形，存在着或大或小的塑性区存在着或大或小的塑性区..不过由于材料性质不同，工作环不过由于材料性质不同，工作环境各异，裂纹端部塑性区的大小差别很大境各异，裂纹端部塑性区的大小差别很大..如果令如果令rrpp表示塑性表示塑性区的特征尺寸，则比值区的特征尺寸，则比值rrpp//aa表征着塑性区的相对大小表征着塑性区的相对大小..当当rrpp//aa<<1<<1时，称之为时，称之为小规模屈服小规模屈服..在这种情况下，除了裂纹端部极在这种情况下，除了裂纹端部极小的区域内产生塑性变形以外，大部分区域仍处于弹性范围小的区域内产生塑性变形以外，大部分区域仍处于弹性范围..对于这种情况，我们可以在线弹性断裂力学的基础上进行...