【摘要】：對(duì)于大多數(shù)金屬材料,裂紋尖端附近總是存在著塑性區(qū),塑性區(qū)的形狀和尺寸對(duì)材料的斷裂行為產(chǎn)生重要的影響。塑性區(qū)的增韌作用表明塑性區(qū)越大,材料的韌性越高。經(jīng)典的Irwin模型假設(shè)塑性區(qū)外奇異應(yīng)力場(chǎng)分布是彈性解的平移,將塑性區(qū)的一部分加上原有裂紋視為等效裂紋。這樣得到的等效應(yīng)力強(qiáng)度因子總是大于相應(yīng)的線彈性解的應(yīng)力強(qiáng)度因子,這與塑性區(qū)的增韌作用相悖。另外,Irwin模型只適合理想彈塑性材料,而對(duì)于Ramberg-Osgood形冪硬化材料,裂尖塑性區(qū)尺寸以及塑性區(qū)外應(yīng)力分布受到冪硬化指數(shù)極大的影響,且塑性區(qū)內(nèi)應(yīng)力分布和理想彈塑性材料完全不同,鑒于此我們對(duì)Irwin模型進(jìn)行改進(jìn)。考慮到塑性區(qū)對(duì)塑性區(qū)外應(yīng)力分布產(chǎn)生極大影響,我們認(rèn)為塑性區(qū)外應(yīng)力分布和線彈性解完全不同。為了考察塑性區(qū)對(duì)裂紋尖端附近應(yīng)力分布的影響,本文提出在塑性影響區(qū)內(nèi),裂紋延長(zhǎng)線上奇異應(yīng)力分布與線彈性奇異應(yīng)力場(chǎng)靜力等效的原則。在此基礎(chǔ)上分別建立了適用于理想彈塑性材料和Ramberg-Osgood冪硬化材料的改進(jìn)的Irwin模型,分別推導(dǎo)出了衡量塑性區(qū)屏蔽效應(yīng)的顯式表達(dá)式,定量地解釋了塑性區(qū)的屏蔽效應(yīng)。根據(jù)改進(jìn)的Irwin模型研究了小范圍屈服條件下無(wú)限大板中心裂紋和單邊裂紋裂紋尖端塑性區(qū)對(duì)裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響,本文結(jié)果與基于相變?cè)鲰g理論的方法得到的結(jié)果在趨勢(shì)上一致。
【圖文】：

圖 2-1 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)全場(chǎng)解復(fù)變函數(shù)解法示意圖Fig.2-1 Schematic diagram of the complex variable function method of near crack-tip stressfield complete solution圖 2-1 表示裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)復(fù)變函數(shù)解法示意圖，由復(fù)變函數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)得1212iiiz rez a r ez a r e (2-49)Westergaard 應(yīng)力函數(shù)可表示為 1 2 1 22 21 21 1cos sin2 2 2 2Iz rZ z iz ar r (2-50)則，，

圖 2-2 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)近似解復(fù)變函數(shù)解法示意圖Fig.2-2 Schematic diagram of the complex variable function method of near crack-tip stressfield approximate solution在裂紋尖端附近，當(dāng)r a時(shí)，式子(2-55)可近似寫(xiě)為 1 1cos sin2 22 2 22Iia aZ z iraer (2-56) 2 23 2 3 2 3 22 23 3cos sin(2 ) 2 22 2Ii i ia a aZ z irr e are are (2-57) 1Re cos22 2Im sin22IIaZ zraZ zr (2-58)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG111.91;O346.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳景杰;李玉剛;黃一;;硬化材料裂尖塑性區(qū)尺寸簡(jiǎn)便計(jì)算方法研究[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年12期

2 謝翔;張永強(qiáng);;平面遠(yuǎn)場(chǎng)受拉孔洞塑性區(qū)半徑應(yīng)變梯度解[J];力學(xué)季刊;2012年04期

3 滕項(xiàng)銘;馮淼林;;裂紋尖端疲勞塑性區(qū)研究[J];力學(xué)季刊;2011年03期

4 王維娟,趙乃

本文編號(hào)：2642151