根據(jù)Williams級數(shù)解,裂紋尖端應力場由Ⅰ-Ⅱ復合型應力強度因子及T應力共同控制。將裂紋尖端應力分量代入Von Mises屈服準則,建立裂紋尖端塑性擴展區(qū)模型�；谠撃Ｐ瞳@得了在不同Ⅰ-Ⅱ復合比斷裂情況下裂紋尖端塑性擴展區(qū)形狀隨T應力的變化規(guī)律,并對Ⅰ型和Ⅱ型斷裂在復合型裂紋斷裂所占的比例、T應力大小及泊松比對塑性區(qū)域形狀的影響進行了討論。研究結果表明:正的T應力引起裂紋斷裂角θ₀減小,加劇裂紋擴展;負的T應力導致裂紋斷裂角θ₀增大,并抑制裂紋擴展;T應力為0或純Ⅰ型裂紋尖端塑性區(qū)存在對稱軸,存在T應力后,塑性區(qū)域呈不對稱分布,T應力絕對值越大,塑性區(qū)域面積越大,T應力對裂紋尖端塑性區(qū)形狀及尺寸大小均有很大影響。此外,不同Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋,塑性區(qū)域面積均隨泊松比的增大而減小。塑性區(qū)變化的觀測結果對進一步分析加載條件下Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋工程結構缺陷的疲勞和斷裂具有重要意義。 

【文章來源】：西安石油大學學報(自然科學版). 2020,35(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

裂紋尖端應力張量

當Me=1時,表示裂紋發(fā)生純Ⅰ型斷裂;當Me=0時,裂紋發(fā)生純Ⅱ型斷裂;當0<Me<1時,裂紋發(fā)生Ⅰ-Ⅱ復合型斷裂。T/σt表示無量綱的T應力,T/σt的賦值即表示T應力的大小。根據(jù)式(5)、式(7)可得不同Ⅰ-Ⅱ復合比裂紋斷裂角在不同T應力情況下的變化規(guī)律,如圖2所示;根據(jù)式(5)—式(7)可得斷裂強度在應力強度因子KⅠ/ KIC–KⅡ/KIC內(nèi)的分布規(guī)律,如圖3所示。圖3 不同Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋應力強度因子

圖2 不同Ⅰ-Ⅱ復合型裂紋斷裂角隨T應力變化規(guī)律可見T應力對裂紋斷裂角及斷裂強度均有很大影響。T/σt=0表示不考慮T應力的傳統(tǒng)MTS準則得到的裂紋斷裂角及斷裂強度預測結果。由圖2可知,當T應力為負值時,與傳統(tǒng)準則預測結果相比斷裂角θ0偏小;當T應力為正值時,與傳統(tǒng)準則預測結果相比斷裂角θ0偏大。對于純Ⅰ型斷裂,當T/σt ≤0.375時,裂紋斷裂角為0°,即T應力對裂紋斷裂角沒有影響;當T/σt>0.375時,裂紋斷裂角不再為0°,即裂紋擴展方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當Me=0,即發(fā)生純Ⅱ型斷裂時,傳統(tǒng)MTS準則預測裂紋斷裂角θ0為70°,正的T應力使其增大,負的T應力使其減小。

【參考文獻】：
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本文編號：3268862