基于表面弹性理论的开裂椭圆孔断裂力学研究

论文摘要

研究纳米尺度时开裂椭圆孔的Ⅲ型断裂性能.基于表面弹性理论和保角映射技术,利用复势函数理论获得了缺陷(裂纹和椭圆孔)周围应力场和裂纹尖端应力强度因子的闭合解答.所得结果具有一般性,许多已有和新的解答可由论文退化的特殊情形得到.利用解析结果讨论了缺陷的绝对尺寸、椭圆孔的形状比以及裂纹的相对尺寸对应力强度因子的影响.结果表明:考虑表面效应且缺陷尺寸在纳米尺度时,应力强度因子具有显著的尺寸依赖效应;应力强度因子随椭圆孔形状比的变化规律受缺陷表面常数的影响;缺陷表面效应的影响取决于椭圆孔的形状比,非常大的形状比屏蔽了表面效应的影响;裂纹相对尺寸非常小时表面效应影响较弱,裂纹相对尺寸较大时表面效应较为明显.

论文目录

• 0 引言
• 1 模型与基本方程
• 2 分析与解析解答
• 3 应力场与应力强度因子
• 4 特殊情形
•   4.1 经典弹性理论时椭圆孔孔边裂纹应力强度因子
•   4.2 纳米尺度椭圆孔孔边应力场
•   4.3 纳米尺度圆孔孔边裂纹应力强度因子
•   4.4 纳米尺度裂纹应力强度因子
•   4.5 纳米尺度T型裂纹应力强度因子
• 5 算例与讨论
•   5.1 缺陷绝对尺寸对应力强度因子的影响
•   5.2 孔洞形状比对应力强度因子的影响
•   5.3 裂纹相对尺寸对应力强度因子的影响
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 肖俊华,徐耀玲,张福成

关键词: 纳米尺度开裂椭圆孔,表面效应,型裂纹,应力强度因子,尺寸效应

来源: 固体力学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(11302186,51471146),河北省高等学校青年拔尖人才计划项目(BJ2014058)资助

分类号: O346.1

DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.043

页码: 82-89

总页数: 8

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