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试件几何尺寸对动态J积分影响的有限元分析

林加剑  
【摘要】:动态断裂问题由于自身的复杂性,目前只对一些特定限制条件下的问题得到解析解,大部分问题不能得到解析解,不得依靠数值分析方法。用J积分表示裂纹尖端应变集中特征的平均参量,可以避开直接计算裂纹尖端附近的弹塑性应力应变场,在建立弹塑性断裂准则中起了很重要的作用。 本文考虑裂纹尖端存在一定曲率半径的情况,对带有周边切口短圆柱试件的杆-杆型冲击拉伸装置进行弹塑性动态有限元分析。计算了裂纹尖端10个围道在不同时刻的(?)积分值,对不同围道不同时刻(?)积分值进行比较,可以得出曲率半径对围道(?)积分守恒性的影响.利用有限元分析直接得到裂纹尖端的围道(?)积分,将考虑曲率半径后三种深度比下得到的围道(?)—△曲线与曲率半径为零的情况下围道(?)—△曲线进行比较,论证曲率半径对围道(?)积分影响的程度。 有限元分析可以得到周边切口试件两端的平均载荷-平均位移曲线,利用平均载荷-平均位移曲线推广Rice远场J积分公式。并将得到的远场J—△曲线与围道(?)—△曲线进行对比,分析曲率半径对Rice远场,积分的影响,进一步论证裂纹尖端曲率半径对动态J积分的影响。


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