复合型裂纹断裂准则浅析一．绪论 材料的强度与破坏理论是讨论材料在各种应力下的屈服或破坏的规律，它的讨论最早可以追溯到 400 多年以前，伽利略(Galileo: 1564-1642)在讨论砖、铸铁和石头的拉伸断裂时，发现当施加应力达到一临界值时材料发生断裂，这即是最大正应力准则或第一强度理论。随后库仑(1737-1806)在讨论土和砂岩的压缩强度后，于 1773 年提出：当材料的破坏沿着一定剪切平面进行时，所需的破坏力不但与剪切力有关，也与剪切面上的法向力有关。1900 年德国科学家莫尔(1835-1918)将最大主应力莫尔圆引入到库仑强度理论中，因而这个破坏准则现在被称为莫尔-库仑准则。1864 年，屈特加提出了最大剪切应力准则或称屈特加准则。1913 年，范•米塞斯考虑了变形能的作用，提出材料的屈服条件为其变形能达到某一临界值，此即范•米塞斯准则或第四强度理论。除了上述四个最著名的强度理论或准则外，到目前为止，人们关于不同材料的破坏规律曾经提出了上百个模型或准则，但由于材料性质的复杂性，大多数模型或准则都不具有普适性。 实际构件中的裂纹往往不是单一型的。由于荷载的不对称、结构的不对称或者是裂纹方位的不对称以及材料的各向异性等情况，使裂纹尖端附近的应力场Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型裂纹应力可能同时存在，这种同时受到两种或两种以上类型裂纹应力作用的裂纹称为复合型裂纹。由于工程实际中复合型裂纹问题大量存在，因此，如何建立复合型裂纹的断裂准则是工程上的一个重要问题。二．复合型裂纹断裂准则讨论 复合型裂纹的讨论应解决两个问题，即：⑴裂纹开始延什么方向扩展？⑵裂纹在什么条件下开始扩展？所采纳的讨论方法包括理论和试验两个方面。近年来国内外学者通过理论讨论和试验手段提出了许多复合型裂纹断裂准则，本文将就目前理论讨论方面用得较多的最大周向应力准则、应变能密度因子准则和最大拉应变准则进行分析。1．最大周向应力准则 该准则是 1963 年 Erdogan 和 Sih.G.C 根据树脂玻璃的Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验提出来的，因此，它仅适合作为Ⅰ－Ⅱ复合型断裂判据。 最大周向应力理论有两条基本假设；⑴ 裂纹的初始扩展方向是周向正应力的最大值作用面方面；⑵ 当裂纹失稳扩展时，沿此方向的周向应力达到临界值。 由第一个假设可以得到初始开裂角，即裂纹初始方向与原裂纹面的夹角；由第二个假设可以建立确定裂纹是否进入失稳扩展临界状态的判据。 根据弹性力学和断裂力学理论，Ⅰ－Ⅱ复合型裂纹端部的...
