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韧性材料的几种断裂形式及判据讨论 被引量:25
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作者 汤安民 朱文艺 卢智先 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期566-570,共5页
考察几种韧性材料的复合型断裂试验过程 ,用传统强度理论思想认定启裂位置与启裂方向 ,通过对不同物理机制的断裂形式变化规律的研究 ,判定韧性材料的主要断裂形式有三类 ,以空穴成核、扩张、聚合为主导机制的正拉断 ,和以局部剪切带形... 考察几种韧性材料的复合型断裂试验过程 ,用传统强度理论思想认定启裂位置与启裂方向 ,通过对不同物理机制的断裂形式变化规律的研究 ,判定韧性材料的主要断裂形式有三类 ,以空穴成核、扩张、聚合为主导机制的正拉断 ,和以局部剪切带形成、发展为主导机制的两种不同类型的剪切断裂。局部大塑性变形的出现在材料内引起损伤 ,空穴的聚合或局部剪切带的出现仅发生在载荷达到某一临界值时。导致材料断裂发生的根本因素 ,是危险点上某应力参数达到了材料的断裂临界值 ,以此对不同断裂形式的断裂判据进行讨论 ,提出新的韧性断裂判据。 展开更多
关键词 韧性材料 复合型断裂 空穴扩张 剪切断裂 断裂判据
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基于破坏准则的岩石压剪断裂判据研究 被引量:36
2
作者 周家文 徐卫亚 石崇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1194-1201,共8页
在分析压剪复合型裂纹尖端应力场的基础上,利用最小J2准则得到压剪裂纹的起裂角。把岩石压剪断裂问题与岩石的破坏准则联系在一起,利用岩土材料中广泛应用的Mohr-Coulumb准则和Drucker-Prager准则分别建立两个岩石压剪断裂判据。计算结... 在分析压剪复合型裂纹尖端应力场的基础上,利用最小J2准则得到压剪裂纹的起裂角。把岩石压剪断裂问题与岩石的破坏准则联系在一起,利用岩土材料中广泛应用的Mohr-Coulumb准则和Drucker-Prager准则分别建立两个岩石压剪断裂判据。计算结果表明,基于强度准则建立的岩石压剪断裂判据比较合理;纯II型裂纹的断裂韧度与纯I型裂纹的断裂韧度的比值与泊松比和内摩擦角的取值有关系(纯II型裂纹的起裂角是某个定值时),而与其他岩石力学参数没有关系。 展开更多
关键词 岩石力学 压剪裂纹 起裂角 破坏准则 断裂判据 断裂韧度
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复杂应力状态断裂判据的讨论 被引量:12
3
作者 汤安民 师俊平 《西安理工大学学报》 CAS 2000年第1期47-50,73,共5页
结合对脆性材料常规破坏试验结果的分析 ,修正了脆性断裂强度条件 ,将新的强度条件用于解决复合型裂纹的断裂问题 ,认为应力三维度极大值处对应于裂纹的启裂位置 ,裂纹的启裂方向则与该处的最大拉应力方向有关。给出了一个新的复合型断... 结合对脆性材料常规破坏试验结果的分析 ,修正了脆性断裂强度条件 ,将新的强度条件用于解决复合型裂纹的断裂问题 ,认为应力三维度极大值处对应于裂纹的启裂位置 ,裂纹的启裂方向则与该处的最大拉应力方向有关。给出了一个新的复合型断裂判据 。 展开更多
关键词 断裂判据 强度条件 应力三维度 危险点 断裂方向
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压剪应力状态下岩石复合型断裂判据的研究 被引量:28
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作者 郑安兴 罗先启 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1892-1898,共7页
考虑岩石闭合裂纹壁面间存在的摩擦力对裂纹尖端应力场的影响,应用最大周向应力理论得到压剪复合裂纹的断裂角。在此基础上,依据岩石裂纹尖端双向受力时的破坏特征,结合最大周向应力准则与修正的格里菲斯(Griffith)强度理论,建立了考虑... 考虑岩石闭合裂纹壁面间存在的摩擦力对裂纹尖端应力场的影响,应用最大周向应力理论得到压剪复合裂纹的断裂角。在此基础上,依据岩石裂纹尖端双向受力时的破坏特征,结合最大周向应力准则与修正的格里菲斯(Griffith)强度理论,建立了考虑摩擦效应的闭合裂纹失稳扩展的岩石压剪断裂判据。研究结果表明:断裂角受裂纹和荷载方向的夹角、裂纹壁面之间的摩擦系数、侧压力系数的影响;当压剪裂纹的断裂角是某个定值时,纯II型裂纹的断裂韧度与纯I型裂纹的断裂韧度的比值只与岩石裂纹表面的摩擦系数取值有关,而与其他岩石力学参数无关。此研究成果可为压剪应力作用下裂隙岩体的失稳破坏提供参考。 展开更多
关键词 修正格里菲斯准则 压剪裂纹 断裂判据 断裂角 岩石力学
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压缩条件下岩石断裂模式与断裂判据的研究 被引量:23
5
作者 郭少华 孙宗颀 谢晓晴 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期304-308,共5页
针对岩石类材料压缩断裂中可能发生的Ⅰ型张拉断裂和Ⅱ型剪切断裂的现象 ,依据裂纹尖端应力集中引发的微裂纹损伤性质 ,提出了主裂纹尖端“微裂纹单元应力模型”的概念。通过对不同方位微裂纹尖端Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子变化规律的研究 ,... 针对岩石类材料压缩断裂中可能发生的Ⅰ型张拉断裂和Ⅱ型剪切断裂的现象 ,依据裂纹尖端应力集中引发的微裂纹损伤性质 ,提出了主裂纹尖端“微裂纹单元应力模型”的概念。通过对不同方位微裂纹尖端Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子变化规律的研究 ,以比应力强度因子和比断裂韧度作为表征参数函数方程 ,提出了压缩条件下岩石类材料复合型裂纹断裂模式与断裂破坏的判据。该判据既可以预测岩石内部斜裂纹在压应力下的Ⅰ型扩展 ,也可以预测它的Ⅱ型扩展。由此判据 ,还给出了Ⅱ型断裂出现的条件 ,讨论了不同的影响因素。 展开更多
关键词 压缩载荷 岩石裂纹 断裂模式 断裂判据
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钢桥面环氧沥青混凝土铺装层Ⅰ型裂缝的断裂判据 被引量:26
6
作者 钱振东 李智 陈春红 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期33-38,共6页
基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入应力强度因子K和J积分对环氧沥青混凝土三点弯曲梁试验进行分析,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。根据不同断裂特性,计算得到了环氧沥青混凝土断裂韧性KIC和J积分临界值JIC;并研... 基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入应力强度因子K和J积分对环氧沥青混凝土三点弯曲梁试验进行分析,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。根据不同断裂特性,计算得到了环氧沥青混凝土断裂韧性KIC和J积分临界值JIC;并研究了初始缝高比对断裂参数的影响,建立了环氧沥青混凝土K-J双参数联合断裂判据。结果表明:环氧沥青混凝土在-15℃~5℃时发生脆性断裂;在5℃~25℃时发生弹塑性断裂;所建立的断裂判据可为桥面铺装的抗裂设计提供依据,并为铺装结构的裂缝修补时机研究提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 环氧沥青混凝土铺装层 三点弯曲梁试验 断裂判据 Ⅰ型裂缝
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T应力对岩石裂纹扩展路径及起裂强度的影响研究 被引量:26
7
作者 唐世斌 黄润秋 唐春安 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1521-1529,1549,共10页
经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时,往往只选择裂尖应力场展开式中的r^(1/2)奇异应力项,而将高阶的O(r^(1/2))项以及非奇异应力项(T应力)忽略,造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果。在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响... 经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时,往往只选择裂尖应力场展开式中的r^(1/2)奇异应力项,而将高阶的O(r^(1/2))项以及非奇异应力项(T应力)忽略,造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果。在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响作用的基础上,利用最大周向应力判据重新研究了岩石类材料脆性破坏的I、II及I-II复合型裂纹扩展。研究结果表明:(1)纯I型裂纹状态下,T应力为负时(压缩),裂纹的扩展是稳定的;而当T应力为正时(拉伸),只有当T2πr1/2<3K_1/8,裂纹才沿着裂纹方向扩展(经典断裂判据所预测的方向),而其他情况下裂纹的扩展将发生偏转;(2)纯II型裂纹时,不仅沿着裂纹方向的T应力影响起裂角度及强度,垂直裂纹面上的N应力也同样具有重要的影响作用;(3)对I-II型裂纹而言,修正后的最大周向应力准则与试验结果吻合良好,且正的T应力增大开裂角,而负的T应力降低开裂角。通过控制T应力的大小,可以对裂纹扩展方向加以控制,从而使得裂纹扩展偏离最危险的方向,最大地限度阻止或延缓结构整体断裂的发生。 展开更多
关键词 T应力 裂尖奇异应力 裂纹扩展 断裂判据
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考虑裂隙水压力的岩体压剪裂纹扩展规律研究 被引量:22
8
作者 邓华锋 李建林 +3 位作者 刘杰 朱敏 郭靖 鲁涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期297-302,共6页
在库水位大幅度升、降变化时,容易导致岩体内增量裂隙压力的集中,使断裂面上有效应力降低,裂纹面尖端的应力强度因子增加。当达到临界强度因子时,可能使岩体内裂纹、裂隙贯通、扩展,形成连续的复式破坏面,从而使边坡稳定性降低,造成边... 在库水位大幅度升、降变化时,容易导致岩体内增量裂隙压力的集中,使断裂面上有效应力降低,裂纹面尖端的应力强度因子增加。当达到临界强度因子时,可能使岩体内裂纹、裂隙贯通、扩展,形成连续的复式破坏面,从而使边坡稳定性降低,造成边坡的失稳。基于此,从断裂力学角度分析了裂隙水压力对裂纹强度因子的影响,对考虑裂隙水压力作用的Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹扩展规律进行了研究,结果表明:Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹的裂纹扩展角的变化,不仅与裂纹的闭合程度、斜裂纹倾角、双向应力大小有关,还与裂隙水压力的大小、裂纹面的摩擦系数有关;并且在相同情况下,未闭合裂纹的扩展角要大于闭合裂纹的扩展角;对于闭合裂纹,裂纹面摩擦系数越小,扩展角越大;最后,推导了基于摩尔-库仑准则考虑裂隙水压力的岩体断裂韧度KIc、KIIc和压剪状态下Ⅰ、Ⅱ型复合断裂判据。研究成果为分析水岩作用下裂隙岩体的失稳破坏提供了重要的参考。 展开更多
关键词 裂隙水压力 强度因子 压剪 断裂判据
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断裂力学判据存在的一个问题及讨论 被引量:7
9
作者 汤安民 王忠民 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期222-224,共3页
利用细观力学对材料断裂机理的认识 ,结合脆性材料常规破坏试验结果 ,提出了一个新的拉断破坏条件 ,该拉断强度条件与常用的几种脆断强度条件相比 ,能更好地解释材料在复杂应力状态下发生的脆断与小塑性韧断。并对常用的断裂力学判据存... 利用细观力学对材料断裂机理的认识 ,结合脆性材料常规破坏试验结果 ,提出了一个新的拉断破坏条件 ,该拉断强度条件与常用的几种脆断强度条件相比 ,能更好地解释材料在复杂应力状态下发生的脆断与小塑性韧断。并对常用的断裂力学判据存在的问题进行了讨论 ,通过分析影响裂尖空穴扩张的主要因素 ,给出能适应不同应力状态的新的断裂判据。 展开更多
关键词 断裂判据 应力三维度 脆性断裂 强度条件
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混凝土复合型裂缝最大拉应变断裂准则 被引量:14
10
作者 邓宗才 卢云斌 +1 位作者 李宗利 娄宗科 《西北农业大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期43-46,共4页
根据线弹性断裂力学,推导出了复合型裂纹的最大拉应变断裂准则,并与最大拉应力理论、应变能密度因子理论作了比较、分析;最后引用了大量试验资料验证了最大拉应变理论的适用性。
关键词 混凝土 断裂准则 断裂 最大拉应变
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颗粒离散元法的颗粒碎裂研究进展 被引量:19
11
作者 徐佩华 黄润秋 邓辉 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期410-418,共9页
颗粒离散元法(distinct element method,DEM)是被不同学科和工程领域广泛应用的方法,各学科结合各自的理论基础和研究范围,对颗粒离散元法进行改进、完善,因此各学科间的发展各有侧重,可进行相互借鉴。本文针对颗粒离散元法中有关"... 颗粒离散元法(distinct element method,DEM)是被不同学科和工程领域广泛应用的方法,各学科结合各自的理论基础和研究范围,对颗粒离散元法进行改进、完善,因此各学科间的发展各有侧重,可进行相互借鉴。本文针对颗粒离散元法中有关"颗粒碎裂"这一基本问题进行介绍,如:颗粒破裂准则、颗粒碎裂与破碎动力学关系、宏观颗粒的发展、块体碰撞损伤与破裂等方面的研究情况,为岩石工程领域的岩石颗粒破碎研究提供参考。同时,对颗粒离散元法的发展概况、DEM基本原理做了简单的介绍,并对我国颗粒离散元法在地质工程、岩土工程领域的研究及应用情况作了简单的评述。 展开更多
关键词 离散元法 颗粒碎裂 破裂准则 宏观颗粒
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简化脆性断裂裂尖模型及复合型断裂判据 被引量:12
12
作者 杨新辉 栾茂田 +2 位作者 杨庆 叶祥记 樊成 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期712-716,共5页
通过对脆性断裂过程中开裂扩展机理的分析,提出一个新的简化脆性断裂裂尖模型,论证了裂尖荷载型式与裂尖断裂类型之间并不是惟一的对应关系,重新阐述和定义了裂尖处的应力强度因子和断裂韧度.通过对I型、II型及其复合型荷载作用下裂尖... 通过对脆性断裂过程中开裂扩展机理的分析,提出一个新的简化脆性断裂裂尖模型,论证了裂尖荷载型式与裂尖断裂类型之间并不是惟一的对应关系,重新阐述和定义了裂尖处的应力强度因子和断裂韧度.通过对I型、II型及其复合型荷载作用下裂尖处应力场分析,提出了径向平面最大应力(M SRP)准则,认为在脆性断裂过程中,断裂方向由裂尖处径向平面上的最大应力所决定.分别针对I型、II型及I-II复合型荷载模式提出了裂纹断裂判断准则和开裂方向预测模型.通过推导得到了复合型荷载作用下严密完整的脆性断裂判据与裂纹开裂方向角的解析表达式,与有关脆性断裂试验结果进行的对比验证了所提出的模型及理论解的合理性. 展开更多
关键词 脆性断裂机理 裂尖断裂模型 应力强度因子 断裂韧度 断裂判据 荷载模式 断裂类型
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内刻V形槽半预制破片战斗部壳体的断裂准则 被引量:18
13
作者 吴成 倪艳光 张渝霞 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期569-572,共4页
以内刻V形槽战斗部圆柱壳体为研究对象,研究了其在内爆轰载荷下的临界断裂准则.利用数值模拟方法得到应力集中系数与内刻槽圆柱壳体几何结构参量关系的函数表达式,考虑应力集中效应对孔洞或裂纹的加速增长效应,修正损伤度演化模型方程,... 以内刻V形槽战斗部圆柱壳体为研究对象,研究了其在内爆轰载荷下的临界断裂准则.利用数值模拟方法得到应力集中系数与内刻槽圆柱壳体几何结构参量关系的函数表达式,考虑应力集中效应对孔洞或裂纹的加速增长效应,修正损伤度演化模型方程,在假定柱壳自然膨胀率为常数的基础上,推导出内刻槽圆柱壳体的临界断裂应变判据.实验结果表明,断裂参数理论计算结果与实验结果比较一致. 展开更多
关键词 内刻槽 应力集中系数 断裂准则
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形状改变比能密度因子断裂准则 被引量:18
14
作者 蒋玉川 王启智 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期31-35,共5页
将形状改变比能密度因子Sd用于建立复合型裂纹的断裂准则。该准则表明了裂纹在金属材料里的扩展过程中,起决定作用的是形状改变比能,而不是整个应变能。作为应用举例,它成功地预测了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的开裂角和临界荷载,其结果与现有公... 将形状改变比能密度因子Sd用于建立复合型裂纹的断裂准则。该准则表明了裂纹在金属材料里的扩展过程中,起决定作用的是形状改变比能,而不是整个应变能。作为应用举例,它成功地预测了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的开裂角和临界荷载,其结果与现有公开文献提供的一些理论结果和实验数据取得了较好的一致。 展开更多
关键词 形状改变比能密度 复合型裂纹 断裂准则 开裂角 临界荷载
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基于有限元计算的金属断裂准则的应用与分析 被引量:13
15
作者 胡建军 许洪斌 +1 位作者 金艳 陈元芳 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期100-103,共4页
为获得金属各种断裂行为的有限元分析与实际情况的符合度,论述了金属材料在有限元分析中常见断裂的判断方法。介绍了断裂行为有限元分析关键技术和常见延性断裂准则,并提出一种获得金属断裂准则的方法,以及此方法在断裂行为有限元分析... 为获得金属各种断裂行为的有限元分析与实际情况的符合度,论述了金属材料在有限元分析中常见断裂的判断方法。介绍了断裂行为有限元分析关键技术和常见延性断裂准则,并提出一种获得金属断裂准则的方法,以及此方法在断裂行为有限元分析中的成功应用。介绍了断裂行为有限元分析过程中有限元网格的调整和重划分,有限元技术在挤压、金属切削、切断和精冲工艺中断裂行为的成功分析,得出断裂行为有限元分析中的关键因素。 展开更多
关键词 断裂行为 有限元 断裂准则
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简论金属材料JC本构模型的精确性(英文) 被引量:16
16
作者 周琳 王子豪 文鹤鸣 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-14,共14页
通过比较JC模型预测结果与6种金属(2024-T351铝合金、6061-T6铝合金、OFHC无氧铜、4340高强钢、Ti-6Al-4V钛合金和Q235软钢)在不同应变率及温度下的实验数据,对JC本构模型的精确性进行了关键评估。为了进一步评估其精确性,采用JC本构模... 通过比较JC模型预测结果与6种金属(2024-T351铝合金、6061-T6铝合金、OFHC无氧铜、4340高强钢、Ti-6Al-4V钛合金和Q235软钢)在不同应变率及温度下的实验数据,对JC本构模型的精确性进行了关键评估。为了进一步评估其精确性,采用JC本构模型和失效准则对平头弹正撞2024-T351铝合金靶板进行数值模拟,并与实验结果比较。结果表明:JC本构模型只适用于中、低应变率和温度下的Mises材料,对非Mises材料该模型预测的剪切应力-应变曲线和失效与实验结果吻合较差;同时,JC本构模型的精度随应变率和温度的提高而降低,特别是在高应变率条件下利用实验得到的动态增强因子进行相应数值模拟时,所得计算结果与弹道穿透实验结果不一致,说明其表达式(即准静态应力-应变关系×动态增强因子)是不恰当的。 展开更多
关键词 JC本构模型 金属 应力-应变曲线 应变率效应 温度效应 失效准则
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岩石的蠕变断裂特性分析 被引量:8
17
作者 陈有亮 孙钧 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1996年第5期504-508,共5页
在传统断裂力学基础上,引进时效特性,提出了判断岩石起裂的流变断裂准则以及裂纹时效扩展机理,分析了裂尖微裂区对断裂韧度的影响,最后用灰色理论建立了蠕变断裂时间预测模型,并验证了它的可行性.
关键词 岩石 蠕变 断裂 灰色理论 时间预测
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有限元软件模拟裂纹扩展的方法探讨 被引量:7
18
作者 俞树荣 严志刚 +1 位作者 曹睿 陈剑虹 《甘肃科学学报》 2003年第4期15-21,共7页
 针对采用有限元法在模拟裂纹扩展所遇到的问题,探讨了模型的建立、网格的划分、断裂准则的应用以及网格重组技术的运用.
关键词 有限元 断裂准则 网格重组 断裂
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复合型裂纹扩展的最大塑性区尺度准则 被引量:11
19
作者 蒋玉川 胡兴福 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期11-14,共4页
为了预测复合型裂纹呈滑移型(Ⅱ型)的断裂,在此提出了复合型裂纹扩展的最大塑性区尺寸断裂判据。该准则成功地预测了金属材料复合型裂纹呈滑移型(Ⅱ型)断裂的裂纹开裂角和临界荷载,同时认为金属材料裂纹扩展的动力来源于形状改变比能的... 为了预测复合型裂纹呈滑移型(Ⅱ型)的断裂,在此提出了复合型裂纹扩展的最大塑性区尺寸断裂判据。该准则成功地预测了金属材料复合型裂纹呈滑移型(Ⅱ型)断裂的裂纹开裂角和临界荷载,同时认为金属材料裂纹扩展的动力来源于形状改变比能的释放,与体积应变能无关。将其结果与最大剪应力准则相比,取得了较为一致的结果。因此,结果表明:该准则在预测复合型裂纹呈Ⅱ型断裂上是成功的。 展开更多
关键词 复合型裂纹 滑移型断裂 塑性区尺寸 断裂准则
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脆性材料在压缩载荷作用下的断裂破坏准则 被引量:14
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作者 朱哲明 汪元 +2 位作者 周章涛 李碧雄 谢和平 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期13-21,共9页
目前多裂隙材料在压缩载荷作用下的力学行为问题已成为当前断裂力学及岩石力学等学科的重要课题。选取位于同一直线上的多裂隙体,考虑裂隙(纹)表面间的摩擦力并应用复变应力函数,推出了裂纹应力强度因子的解析表达式。当只有两个裂纹或... 目前多裂隙材料在压缩载荷作用下的力学行为问题已成为当前断裂力学及岩石力学等学科的重要课题。选取位于同一直线上的多裂隙体,考虑裂隙(纹)表面间的摩擦力并应用复变应力函数,推出了裂纹应力强度因子的解析表达式。当只有两个裂纹或一个裂纹存在时,给出了准确的应力强度因子解析解。最后依据共线双裂纹模型和单裂纹模型及传统的裂纹断裂准则,建立了脆性材料在压缩载荷作用下的断裂破毁准则。在一些特殊情况下,这个准则可以简化,并且其简化后的准则具有应用价值,特别是当材料不含有宏观裂纹时,这个准则就和著名的库伦-摩尔准则相一致。 展开更多
关键词 应力强度因子 断裂准则 裂纹表面摩擦力 断裂韧度 共线双裂纹
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