第十一讲 复合型准则

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百转化为极养坐标形式得：锹最大切向旨应力准则嚼的基本假等设σrσrσθσθτrθτrθθrxy乖1阅）裂纹沿挤最大切向宜σrσrσθσθτrθτrθθrxy童2深）此方向免的切向应被力达到临酒界值时裂牲纹扩展成假退设淡1俊要求开裂世角纱σ劳θ淋满足，仗该方向上选的切向应仰力围K表θ但：等效应砌力强度因馆子辜假威设蚕2贯认为切向慈应力达到替临界值割σ馆θ躲C情时裂纹失狂稳，而临程界值绕σ影θ彩C商由色I明型条件给私出集将复合型灶裂纹转化亦为当谈量鼻I待型裂纹问慎题讨论顺1谅）厦纯闪I个型乐，纳K店II围=勾0肤，简化激为掏K镰I唤=K圾IC焰2缝）茫纯嚷I据I其型断，怖K虾I工=血0浴，开裂角轿θ废0译=-堡70.5蒜0谎，起裂条喊件根与实验结焦果基本相踏符勇最大切向枕应力准则哥在和K顾II理较小时与盾实验结果搭较为一致杨2翻．无限板忠中斜裂纹轻图示含穿拐透斜裂纹慕无限大板再，沿裂纹小面，σσyx2aβ川σσyx2aβ辩开裂角疤θ述0待断裂发生疲的临界条障件为扶3理．应变能铜密度因子瞎准则访（盈Sih,处197健2巧）手应变能密后度因子准三则步（熟S陈准则）综代合考虑了仁裂纹尖端柴六个应力惠分量（扑σ思x撞，讨σ胁y藏，桑σ裁z阴，康τ刘xy峡，部τ钻xz青，口τ犬yz晨）的作用成而提出的旺裂纹失稳繁判据。应力分量肃式中：枪誓元（工i=副I筋，抬I熟I箩，愿II招I音）碰应变能密堤度由下式要计算式中：妇斑缎平面应力黑，盐建缎平面应变随S羽准则的基光本假设钻1灭）裂纹片沿斜S称的极小值外方向扩展，泊可确定开烫裂角挖θ胃0某2丢）标S撒min沿达到临界损值涨S崖C强时裂纹失床稳芒屠宇S呢min始=S储(矛θ珍0拖)=恭S多C渠与储G城IC苏、蔽K唯IC寸类似逗，咏S赌C蹄是材料常蓄数，由此附可建增立稼S餐C妈与杆K戒IC鸽的定量关联系灾a疮）框纯宿I赢型裂纹圣第一个条刘件得出：利θ赚0沃=0滔第二个条估件得出：戴即：应经用例S孤准则时只侵需测扣出鬼K序IC镇b期）妇纯逗I缓I盆型裂纹加第一个条嫂件得出：萍开裂角与午材料常数接相关，叠υ圈=1航/薯3厨，爸θ漂0渗=-再83.6饺2议0混第一个条共件得出：σσyx2aβ目得σσyx2aβ斧υ血=1迈/医3滑，上K勤IIC钩=0形.905锦K叹IC持4茄．无限板淋中斜裂纹得：开裂角：狭由条擦件朗2同可得出临稍界条件面5甜．应变能跳释放率准帆则移（满G篇准则）假设：咳1谢）裂纹沿盘应变能释筛放率最大撑的方向扩梁展，兽2犹）裂纹扩五展条件为滔沿此方向杆上的应变续能释放率罪达到临界睬值县极坐标形锄式裂纹尖益端的应力虫（略）和半位移充寨巡（平面应颈力）研，神芽邮都（平面应潜变）满仅考虑裂拍纹开始扩房展的瞬间届，则分支催裂纹尖端估区域的应饱力场近似斯等于原裂苗纹的尖端减应力场，供则铜，病：裂纹开呀始扩展时莲分支裂纹绣尖端的应荣力强度因督子腰由条混件逢1矿、功2宿可得到开幕裂角和临超界条件史6伯．复合型谷断裂的工您程经验公俘式吹1捕）促K胁I票-K豪II亩复合型奋由罚图劳1得实验结果坝，采用偏哪于安全的嗓方法得出