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文档简介

第十一讲复合型准则上节概述裂纹的类型G准则，K准则，应力强度因子和能量释放率的关系裂纹尖端应力场、位移场裂纹尖端塑性区，线弹性断裂力学应用于小范围屈服其它裂纹形式的应力强度因子实际的裂纹往往是张开型和滑移型（I、II）并存或张开型和撕开型（I、III）并存。Irwin断裂准则不能简单地用于复合型裂纹问题（Irwin的K准则理论假定裂纹按原方向开裂）1）I、III型裂纹一般按原方向开裂2）II型裂纹一般不按原方向开裂3）复合型裂纹一般不按原方向开裂复合型裂纹要解决的问题1）裂纹沿什么方向开裂2）裂纹在什么条件下开裂1．最大切向应力准则（ErdoganandSih,1963）I、II复合型裂纹尖端应力场yxr2ayxr2a转化为极坐标形式得：最大切向应力准则的基本假设σrσrσθσθτrθτσrσrσθσθτrθτrθθrxy2）此方向的切向应力达到临界值时裂纹扩展假设1要求开裂角σθ满足，该方向上的切向应力Kθ：等效应力强度因子假设2认为切向应力达到临界值σθC时裂纹失稳，而临界值σθC由I型条件给出将复合型裂纹转化为当量I型裂纹问题讨论1）纯I型，KII=0，简化为KI=KIC2）纯II型，KI=0，开裂角θ0=-70.50，起裂条件与实验结果基本相符最大切向应力准则在KII较小时与实验结果较为一致2．无限板中斜裂纹图示含穿透斜裂纹无限大板，沿裂纹面，σσσσyx2aβ开裂角θ0断裂发生的临界条件为3．应变能密度因子准则（Sih,1972）应变能密度因子准则（S准则）综合考虑了裂纹尖端六个应力分量（σx，σy，σz，τxy，τxz，τyz）的作用而提出的裂纹失稳判据。应力分量式中：（i=I，II，III）应变能密度由下式计算式中：平面应力，平面应变S准则的基本假设1）裂纹沿S的极小值方向扩展，可确定开裂角θ02）Smin达到临界值SC时裂纹失稳Smin=S(θ0)=SC与GIC、KIC类似，SC是材料常数，由此可建立SC与KIC的定量关系a）纯I型裂纹第一个条件得出：θ0=0第二个条件得出：即：应用S准则时只需测出KICb）纯II型裂纹第一个条件得出：开裂角与材料常数相关，υ=1/3，θ0=-83.620第一个条件得出：σσyσσyx2aβυ=1/3，KIIC=0.905KIC4．无限板中斜裂纹得：开裂角：由条件2可得出临界条件5．应变能释放率准则（G准则）假设：1）裂纹沿应变能释放率最大的方向扩展，2）裂纹扩展条件为沿此方向上的应变能释放率达到临界值极坐标形式裂纹纹尖端的应应力（略）和和位移（平面应力），（平面应应变）仅考虑裂纹开始始扩展的瞬瞬间，则分分支裂纹尖尖端区域的的应力场近近似等于原原裂纹的尖尖端应力场场，则，：裂纹开始扩展展时分支裂裂纹尖端的的应力强度度因子由条件1、2可可得到开裂裂角和临界界条件6．复合型断裂的的工程经验验公式1）KI-KII复合型由图1实验结果，采用用偏于安全全的

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