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夹杂对Ⅰ型裂纹应力强度因子影响的一般近似解
维普资讯
第 39卷 第 1期 上 海 交 通 大 学 学 报 V01.39No.1
2005年 1月 JOURNAI0FSHANGHAIJIAOTONG UNIVERSITY Jan.2005
文章编号 :1006—2467(2005)01—0138—04
夹杂对 I型裂纹应力强度因子影响的一般近似解
盛 强, 李中华
(上海交通大学 工程力学系 ,上海 200030)
摘 要 :利用相变增韧理论和 Eshelby等效夹杂方法,给 出任意形状夹杂对 I型裂纹应力强度 因子
影响的近似解析解.和有限元分析结果比较表 明,由于引入远场应力对夹杂的作用,导出的近似解
有较好的精度,适用于处理较大尺寸和具有任意形状的夹杂对 I型裂纹应力强度 因子的影响.
关键词:复合材料 ;夹杂;裂纹;应力强度 因子 ;Eshelby等效夹杂理论
中图分类号 :TB125 文献标识码 :A
A GenerallyApproximateSolutionfortheStressIntensityFactorof
ModelI CrackAffectedbyInclusion
SHENGQiang, L Zhong—hua
(Dept.ofEng.Mechanics,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China)
Abstract:BasedonthetheoryofthetransformationtougheningandtheEshelbyequivalentinclusionap—
proach,agenerallyapproximatesolutionwasdevelopedforpredictingthestressintensityfactor(SIF)of
modelcrack interactingwithan inclusionofarbitraryshape.Asvalidatedbydetailedfiniteelementanaly—
ses,thesolutionhasgoodaccuracynotonlyforsmallinclusionbutalsofortheinclusionwith largesize
duetointroducingtheeffectoftheremotelystressontheinclusion.Thepresentsolutiongreatlyextends
theapplicablerangeofthesolutionproposed inreference.
Keywords:compositematerial;inclusion;crack;stressintensityfactor;Eshelbyequivalentinclusionap—
proach
在复合材料中,通常以纤维或二相粒子作为增 要获得裂纹与任意形状夹杂相互作用的精确解
强相.在研究这些材料的断裂行为时,裂尖的应力一 答是十分困难 的.笔者_l9。。曾运用 Eshelby等效夹
应变场会受到夹杂的弹性模量和几何尺寸的强烈影 杂理论和相变增韧理论,获得裂纹与任意夹杂相互
响.由于裂尖应力强度因子对材料的断裂行为有重 作用的近似解析解.然而 ,这些解答仅适用于位于裂
要影响,故有关裂纹和夹杂相互作用的研究受到广 尖附近 ,其尺寸远小于裂纹长度 的夹杂 ,对于较大夹
泛 的重视_l1].然而 ,由于 问题 的复杂性,以往 的研 杂,或对于夹杂物附近的小裂纹将不再适用.本文在
究主要运用数值方法,例如有限元方法l2]、边界元 文献E9,10-]的基础上,导出I型裂纹和具有任意大
方法 “和奇异积分方程方法 等.虽然这些数值
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