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裂纹扩展的简明机理和断裂力学中的切线模量理论

张志平  
【摘要】: 本文利用弹性力学中的应变能定理和裂纹圆模型的概念对裂纹扩展的能量机理作了新的剖析和简化,提出了裂纹扩展动力及其长度度量——裂纹扩展动力位移和角度度量——裂纹扩展动力角的解析模型和物理意义。借助裂纹圆模型简明地论述了Ⅰ型裂纹扩展的能量判据与应力强度因子判据的一致性以及线性断裂临界应力的新算法。 本文论述了断裂力学中的切线模量理论的基本框架,提出了求解非线性断裂临界应力的新方法——切线模量因子算法,并对该方法同现有的COD法作了理论上和计算上的比较。利用切线模量因子算法的PL(C,E)模型和COD法经验算式的关系,在理论上证明了COD法的局限性,同时说明了切线模量因子算法的PL(c,m)模型具有理论清晰、运用简便、求解精度高的优点。


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