幂硬化材料裂纹尖端应力场特征参数近似解

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端传捷1*,  张淑华2

1. 三江学院, 土木工程学院, 江苏南京 210012

2. 河海大学, 港口海岸与近海工程学院, 江苏南京 210024

摘     要: 针对I型裂纹尖端场的渐进解析解提出的J-A双参数法可有效地表征幂硬化材料裂尖应力场分布及其裂尖拘束度。本文较系统地梳理了常用的裂纹尖端应力场表征方法,以单边缺口试样为例,阐明了J-A双参数法表征I型裂纹裂尖拘束的优越性。J-A双参数法中存在三类重要参数,包括特征指数、无量纲积分常数及应力分布角函数。基于幂硬化材料现有的裂尖渐近场高阶解析解,编制了计算程序计算这三类重要参数,基于程序的计算结果采用非线性拟合方法给出了从低硬化到高硬化水平下各类参数的高精度经验公式,拟合决定系数R2均达到0.999以上。最后给出了拘束参数A的两种计算方法,采用拟合的方法确定断裂控制区域内的拘束参数A更为合理,给出了直接计算参数A的公式,结合三类参数的拟合公式计算了单边缺口拉伸试样的裂尖拘束度,结果表明本文提出的各类重要参数的计算公式可获得高精度的裂尖拘束参数A,从而可方便J-A双参数法的广泛应用。
关 键 词: 裂尖应力场; J-A三项解; 特征参数; 非线性拟合
DOI: 10.57237/j.se.2023.05.002
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