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HIGHER ORDER ASYMPTOTIC FIELDS AT THE TIP OF A SHARP V-NOTCH IN A POWER-HARDENING MATERIAL
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作者 Wang Weiwei Kuang Zhenbang 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI 2002年第2期102-110,共9页
The higher order asymptotic fields at the tip of a sharp V-notchin a power-hardening material for plane strain problem of Mode I arederived. The order hierarchy in powers of r for various hardeningexponents n and notc... The higher order asymptotic fields at the tip of a sharp V-notchin a power-hardening material for plane strain problem of Mode I arederived. The order hierarchy in powers of r for various hardeningexponents n and notch angles β is obtained. The angulardistributions of stress for several cases are plotted. Theself-similarity behavior between the higher order terms is noticed.It is found that the terms with higher Order can be neglected for theV-notch angle β>45°. 展开更多
关键词 ASYMPTOTIC V-NOTCH higher order terms power-hardening
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无头铆钉压铆力数学建模与仿真分析 被引量:14
2
作者 牟伟强 李原 +1 位作者 张开富 程晖 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期742-747,共6页
无头铆钉压铆连接是航空薄壁件的主要连接方式,作为影响铆接质量的主要工艺参数,压铆力的大小通常只能根据经验给出,缺乏理论依据。文章首先分析无头铆钉压铆过程,将其划分为4个阶段,其中铆钉镦头的真实应变由钉杆均匀敦粗阶段与镦头形... 无头铆钉压铆连接是航空薄壁件的主要连接方式,作为影响铆接质量的主要工艺参数,压铆力的大小通常只能根据经验给出,缺乏理论依据。文章首先分析无头铆钉压铆过程,将其划分为4个阶段,其中铆钉镦头的真实应变由钉杆均匀敦粗阶段与镦头形成阶段的应变构成。基于以上分析,针对无头铆钉压铆力计算提出采用幂指数硬化理论建立计算压铆力的物理公式,从而确定压铆力关于镦头高度的数学函数;其次根据无头铆钉压铆过程特点,采用轴对称模型对其进行有限元仿真;最后用上述方法对直径相同而镦头高度不同的一组无头铆钉压铆力进行计算并对计算结果进行对比分析,对比分析结果表明文中建立的求解压铆力的物理公式有效性良好。 展开更多
关键词 压铆力 真实应变 幂指数硬化理论 有限元仿真
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基于幂强化本构模型的轴对称圆巷弹塑性解 被引量:13
3
作者 侯公羽 李晶晶 +3 位作者 杨悦 王亚潇 梁永辉 李庆伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期134-142,共9页
轴对称圆巷的弹塑性求解的关键是选择合适的屈服准则。已经有诸多学者选择Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Hoek-Brown准则等,进行了相应的求解。为了探讨更符合工程实际需要的准则和求解,在考虑岩石材料的应变强化效应的条件下... 轴对称圆巷的弹塑性求解的关键是选择合适的屈服准则。已经有诸多学者选择Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则和Hoek-Brown准则等,进行了相应的求解。为了探讨更符合工程实际需要的准则和求解,在考虑岩石材料的应变强化效应的条件下,建立了轴对称圆巷的幂强化本构模型和基于Drucker-Prager屈服准则的幂强化-理想塑性模型,并进行了弹塑性求解。以工程实例为计算条件,将幂强化-理想塑性模型的计算结果与基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则的理想塑性模型和幂强化模型的计算结果分别进行了对比,分析幂强化参数对围岩弹塑性解的影响。研究表明,应变强化效应对围岩稳定性有较大影响,对于应变强化效应较强的岩石材料,采用幂强化模型分析更接近工程实际。 展开更多
关键词 岩石力学 弹塑性解 围岩应变强化 幂强化模型
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考虑围岩应变强化及扩容的深埋软岩隧洞时变位移解 被引量:4
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作者 唐胜兰 王海 +2 位作者 俞缙 张建智 蔡燕燕 《隧道建设》 北大核心 2017年第A01期72-78,共7页
为描述深埋软岩隧洞围岩时变位移受岩石应变强化与扩容协同影响的复杂力学过程,假设岩体为符合Burgers体与Drucker-Prager屈服准则组合的黏弹塑性模型,在考虑应变强化及扩容效应影响的初始应力场下,推导得到深埋软岩隧洞的黏弹塑性时变... 为描述深埋软岩隧洞围岩时变位移受岩石应变强化与扩容协同影响的复杂力学过程,假设岩体为符合Burgers体与Drucker-Prager屈服准则组合的黏弹塑性模型,在考虑应变强化及扩容效应影响的初始应力场下,推导得到深埋软岩隧洞的黏弹塑性时变位移解析解并进行分析。结果表明:该解析解能较好地描述软岩隧洞蠕变位移受岩体应变强化和扩容的影响。随着幂强化指数或剪胀角的增大,隧洞围岩的时效变形逐渐增大,且发展变快。隧洞围岩在应变强化和扩容效应的共同影响下,幂强化指数与剪胀角越大,其位移越敏感,且幂强化指数对围岩位移的敏感性更高。为验证该解析解的实用价值,与工程实测数据进行对比,结果显示计算值与实测值吻合较好,表明该解析解对深埋软岩隧洞时变位移预测具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 深埋软岩隧道 应变强化 扩容效应 幂强化模型 时变位移解 剪胀角 幂强化指数
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计算翻边力的一种新的数学模型 被引量:5
5
作者 胡成武 李文元 +1 位作者 占奇锋 彭炎荣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期116-120,共5页
准确计算翻边力对于正确选用加工设备、合理设计成形模具、科学制定工艺规程具有重要的理论和实际意义。由于问题的复杂性,按照经验公式或简化模型近似计算的翻边力,降低了计算精度。从力学原理和实际计算精度方面对现有的翻边力的计算... 准确计算翻边力对于正确选用加工设备、合理设计成形模具、科学制定工艺规程具有重要的理论和实际意义。由于问题的复杂性,按照经验公式或简化模型近似计算的翻边力,降低了计算精度。从力学原理和实际计算精度方面对现有的翻边力的计算方法进行分析,指出原有理论存在的问题,并在考虑变形区厚度变化以及采用幂函数硬化规律的基础上,对翻边力的求解过程进行分析,建立圆孔翻边力的新的数学模型,推导出新的计算公式。为验证新公式的正确性,对外径尺寸相同而内孔尺寸不同的两种带孔圆板坯进行翻边成形试验,所得试验数据与原有公式和新公式的计算数据进行比较。结果表明,相同条件下新公式的计算精度大大提高,考虑的问题更接近实际,理论推导也更加合理。 展开更多
关键词 翻边力 幂函数硬化规律 厚度变化 数学模型
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顾及沉积岩应变强化与扩容效应的围岩弹塑性力学状态理论分析 被引量:4
6
作者 唐胜兰 俞缙 +1 位作者 张建智 周雨晴 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第6期691-697,共7页
根据非关联流动法则与中主应力表达式,顾及沉积岩应变强化和扩容效应,推导基于幂强化-理想塑性本构模型和Drucker-Prager屈服准则的应力、位移、塑性区半径的解析解.将文中解、幂强化解、幂强化-理想塑性解进行比较,分析幂强化指数与扩... 根据非关联流动法则与中主应力表达式,顾及沉积岩应变强化和扩容效应,推导基于幂强化-理想塑性本构模型和Drucker-Prager屈服准则的应力、位移、塑性区半径的解析解.将文中解、幂强化解、幂强化-理想塑性解进行比较,分析幂强化指数与扩容角对解析解的影响规律.结果表明:幂强化指数对围岩稳定性有较大的影响;扩容程度的变化对围岩应力和位移的影响随着扩容角及原岩应力的增加而增大;当隧洞围岩受到应变强化和扩容效应共同影响时,幂强化指数与扩容角越大,隧洞围岩位移越为敏感,对围岩稳定十分不利. 展开更多
关键词 隧道工程 弹塑性解 中主应力 扩容 幂强化模型
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压力敏感性材料球形孔洞动态扩展问题 被引量:3
7
作者 唐立强 于雪梅 吴国辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期665-668,共4页
为进一步研究岩土材料爆炸场的特点,采用椭圆型屈服准则和自相似假设,并结合Hopkins三区模型,研究幂硬化材料球形孔洞动态扩展问题.通过对弹性区的研究得出弹性区应力的分布和弹塑性交界处的连续条件;然后在塑性区给出一个求解动态扩展... 为进一步研究岩土材料爆炸场的特点,采用椭圆型屈服准则和自相似假设,并结合Hopkins三区模型,研究幂硬化材料球形孔洞动态扩展问题.通过对弹性区的研究得出弹性区应力的分布和弹塑性交界处的连续条件;然后在塑性区给出一个求解动态扩展问题的非线性微分方程组;最后通过打靶法数值求解该非线性微分方程组,给出满足边界条件的数值解,并讨论材料参数对场量的影响.结果表明,椭圆型屈服准则能很好地描述压力敏感性材料中孔洞的动态扩展. 展开更多
关键词 压力敏感材料 球形孔洞扩展 幂硬化材料 屈服准则
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膨胀管技术中膨胀力的理论计算 被引量:3
8
作者 樊森清 王坤哲 +1 位作者 文良凡 苏海洋 《石油机械》 北大核心 2012年第8期34-37,共4页
结合膨胀管材料的应力-应变试验曲线,考虑管材在膨胀过程中发生的应力强化现象,将膨胀管材看作幂强化模型,并采用单一曲线假设引入中间应力影响系数,将膨胀管在膨胀变形过程中的周向应力和等效应力联系起来,导出了管材膨胀过程中膨胀力... 结合膨胀管材料的应力-应变试验曲线,考虑管材在膨胀过程中发生的应力强化现象,将膨胀管材看作幂强化模型,并采用单一曲线假设引入中间应力影响系数,将膨胀管在膨胀变形过程中的周向应力和等效应力联系起来,导出了管材膨胀过程中膨胀力的计算公式。应用该公式计算出的膨胀力与试验值和用有限元软件模拟计算出的膨胀力值很接近,其误差在-7.3%~-3.4%之间,验证了公式的合理性。 展开更多
关键词 膨胀管 膨胀力 幂强化模型 单一曲线假设
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反平面V形切口塑性应力奇异性分析 被引量:3
9
作者 葛仁余 牛忠荣 +2 位作者 程长征 胡宗军 杨智勇 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期76-84,共9页
论文提出了用插值矩阵法计算幂硬化塑性材料反平面V形切口和裂纹尖端区域的应力奇异性.首先在切口和裂纹尖端区域采用自尖端径向度量的渐近位移场假设,将其代入塑性全量理论的基本微分方程后,推导出包含应力奇异性特征指数和特征角函数... 论文提出了用插值矩阵法计算幂硬化塑性材料反平面V形切口和裂纹尖端区域的应力奇异性.首先在切口和裂纹尖端区域采用自尖端径向度量的渐近位移场假设,将其代入塑性全量理论的基本微分方程后,推导出包含应力奇异性特征指数和特征角函数的非线性常微分方程特征值问题.然后采用插值矩阵法迭代求解导出的控制方程,得到一般的塑性材料反平面V形切口和裂纹的前若干阶应力奇异阶和相应的特征角函数,该法的重要优点是以上求解的特征角函数和它们各阶导函数具有同阶精度,并且一次性地求出前若干阶特征对.同时,插值矩阵法计算量小,易于和其他方法联合使用,这些优点在后续求解尖端区域完全应力场非常优越.论文方法的计算结果与现有结果对照,发现吻合良好,表明了论文方法的有效性. 展开更多
关键词 应力奇异性 反平面V形切口 插值矩阵法 幂硬化材料
原文传递
基于缺口圆棒试样的管道环焊缝本构关系测试方法 被引量:2
10
作者 张铁耀 帅健 +1 位作者 张银辉 任伟 《油气储运》 CAS 北大核心 2021年第11期1257-1264,共8页
为准确获得高强度管线钢环焊缝各材料区域真实本构关系,分别在X80钢环焊缝的母材区、焊缝区设置缺口,获得两种缺口圆棒试样,并对其进行拉伸测试。拉伸过程中采用高速相机获得试件缺口位置的实时图片,基于拍摄图片缺口边缘灰度值的变化规... 为准确获得高强度管线钢环焊缝各材料区域真实本构关系,分别在X80钢环焊缝的母材区、焊缝区设置缺口,获得两种缺口圆棒试样,并对其进行拉伸测试。拉伸过程中采用高速相机获得试件缺口位置的实时图片,基于拍摄图片缺口边缘灰度值的变化规律,提出了一种实时测量缺口区域最小截面直径的自动测量方法——最小直径追踪法。采用最小直径追踪法和修正公式可得到母材及焊缝材料真实本构关系,应用幂律硬化模型对所获曲线进行拟合,得到对应材料的本构关系参数,再利用有限元方法对测试结果进行验证,结果表明该测试方法及结果可靠有效。所提出的测试方法及测试流程对于获取管道母材及焊缝区的本构关系、实现管道环焊缝力学性能的准确测试具有较强的实际意义。 展开更多
关键词 管道环焊缝 本构关系 幂律硬化模型 有限元模拟
原文传递
自增强技术研究(Ⅱ)─—双向幂硬化材料模型的自增强理论(Ⅱ)及其实验研究 被引量:1
11
作者 苏红军 贾璐 +1 位作者 姚光同 黄小平 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 1995年第2期78-82,共5页
在总结分析国内外现有的自增强理论的基础上,建立了双向幂硬化材料模型的自增强理论。给出了自增强厚壁圆筒体的应力分析计算公式。对比了理想弹塑性理论与双向幂硬化理论在应用上的差异。通过对实际筒体的自增强处理和残余应力的测试... 在总结分析国内外现有的自增强理论的基础上,建立了双向幂硬化材料模型的自增强理论。给出了自增强厚壁圆筒体的应力分析计算公式。对比了理想弹塑性理论与双向幂硬化理论在应用上的差异。通过对实际筒体的自增强处理和残余应力的测试,验证了双向幂硬化自增强理论的适用性。 展开更多
关键词 超高压容器 厚壁 自增强 幂硬化材料 压力容器
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幂强化弹塑性材料平面应变反问题 被引量:1
12
作者 梅杰 张博文 +2 位作者 张春云 彭海峰 崔苗 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期248-256,共9页
幂强化弹塑性材料在工程领域诸如金属管材制备、岩土工程分析中都具有广泛的应用。幂强化弹塑性材料的本构参数(例如弹性模量)和结构的边界条件(例如位移)往往不容易确定。在这种情况下,反问题为确定这些参数提供了一种新思路。将 ABAQ... 幂强化弹塑性材料在工程领域诸如金属管材制备、岩土工程分析中都具有广泛的应用。幂强化弹塑性材料的本构参数(例如弹性模量)和结构的边界条件(例如位移)往往不容易确定。在这种情况下,反问题为确定这些参数提供了一种新思路。将 ABAQUS 二次开发的子程序和复变量求导法结合,用于求解基于幂强化弹塑性材料的平面应变力学反问题:以传统的用户单元子程序为框架,将程序中实数变量转换为复数,建立了复数用户单元;采用复变量求导法确定测点位移对反演参数的灵敏度矩阵;结合最小二乘法和高斯消去法对反问题进行迭代求解。给出应用算例讨论了复变量求导法对正问题计算精度影响、算法在反问题求解过程中的精度,以及反演初值、测量误差对反演结果的影响。 展开更多
关键词 反问题 复变量求导法 ABAQUS 幂强化材料 平面应变
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用伪应力函数法求解幂硬化材料柱体的扭转问题 被引量:1
13
作者 王子昆 庄蔚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第2期223-228,共6页
本文引用伪应力函数使得幂硬化材料的任意形状等截面柱体和变直径圆截面柱体扭转问题的定解方程具有弹性柱体扭转问题的相应形式,从而可用类似于求解弹性柱体扭转的方法或直接利用已知的弹性解答求解对应的幂硬化材料柱体的扭转问题,本... 本文引用伪应力函数使得幂硬化材料的任意形状等截面柱体和变直径圆截面柱体扭转问题的定解方程具有弹性柱体扭转问题的相应形式,从而可用类似于求解弹性柱体扭转的方法或直接利用已知的弹性解答求解对应的幂硬化材料柱体的扭转问题,本文用这种方法求得了幂硬化材料椭圆截面柱体及含球形空腔的圆轴扭转问题的解析解。 展开更多
关键词 伪应力函数法 扭转 幂硬化 材料
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弹塑性双材料界面裂纹尖端场的渐近分析和位移匹配
14
作者 罗蕾 嵇醒 王远功 《上海力学》 CSCD 1996年第4期291-297,共7页
本文对两种硬化指数的弹塑性材料界面裂纹尖端场进行了分析。通过对渐近场的计算,讨论了尖端场位移匹配问题和一阶静水应力场的存在,使应力解更加完备。
关键词 幂硬化 界面裂纹 位移匹配 弹塑性双材料
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幂强化板材弯板力矩公式的推导
15
作者 周士森 戴小娟 蔡序涛 《浙江工学院学报》 CAS 1989年第1期97-102,共6页
本文按材料的幂强化模型推导了工程中板材塑性弯卷时弯板力矩的计算公式。用该公式计算了三种不同工况下试验筒体的弯板力矩值,并与实测值进行了比较。比较结果表明,本文所提出的公式比目前工程界采用的由德国、苏联及美国推荐的弯板力... 本文按材料的幂强化模型推导了工程中板材塑性弯卷时弯板力矩的计算公式。用该公式计算了三种不同工况下试验筒体的弯板力矩值,并与实测值进行了比较。比较结果表明,本文所提出的公式比目前工程界采用的由德国、苏联及美国推荐的弯板力矩公式有较高的精度,并具有一定的实用性及通用性。 展开更多
关键词 幂强化模型 弯板力矩公式 塑性弯板
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DCB试样J积分和加载点位移Δ的幂强化半解析解
16
作者 周利 《五邑大学学报(自然科学版)》 CAS 1998年第2期32-37,共6页
利用非线性弹簧裂纹端模型,求得了双悬臂梁(DCB)试样的幂强化全塑性J积分和加载点张开位移Δ的半解析解。特别是,还根据J积分的形变功率定义和HRR场理论,建立了一个关于DCB试样J积分随裂纹长度变化的微分方程,其解从... 利用非线性弹簧裂纹端模型,求得了双悬臂梁(DCB)试样的幂强化全塑性J积分和加载点张开位移Δ的半解析解。特别是,还根据J积分的形变功率定义和HRR场理论,建立了一个关于DCB试样J积分随裂纹长度变化的微分方程,其解从理论上说明了非线性弹簧裂纹端模型作为二级近似的合理性。文中还就刚性裂纹端模型的J积分解的应用范围作了讨论。 展开更多
关键词 J积分 半解析解 加载点位移 断裂力学 DCB试样
全文增补中
幂硬化剪切界面层效应的复合材料桥联分析
17
作者 伍章健 余寿文 蔡乾煌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期77-80,共4页
对具有幂硬化塑性剪切界面层效应的复合材料桥联进行断裂力学分析,得到了桥联增韧和裂纹张开位移的控制方程,并按照非线性Volterra型积分方程的迭代解给出其数值结果。并详细讨论界面相参数对桥联效应的影响。
关键词 复合材料 桥联增韧 界面 幂硬化
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金属板料幂指型硬化模型应变强化系数K值研究 被引量:14
18
作者 孙东继 林建平 +1 位作者 刘瑞同 胡巧声 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期149-152,共4页
应变强化指数n值因同时体现金属板料胀形、压延等成形性能优劣,甚至与材料的宏观断裂和疲劳特性也存在一定关系,故已成为评价其冲压成形性能的主要材料参数而获得广泛关注。而幂指型硬化模型的另一重要参数——强化系数K值,前期研究虽... 应变强化指数n值因同时体现金属板料胀形、压延等成形性能优劣,甚至与材料的宏观断裂和疲劳特性也存在一定关系,故已成为评价其冲压成形性能的主要材料参数而获得广泛关注。而幂指型硬化模型的另一重要参数——强化系数K值,前期研究虽表明其对板料的冲压成形性能也有重要影响,但目前对其在冲压成形性方面的研究甚少。文章以金属板料单向拉伸塑性失稳点特性为基础,结合硬化模型在该点附近较好地与板料真实应力-应变曲线相符合的基本假设,详细推导了K值与抗拉强度σb和n值之间解析关系,并基于该解析关系讨论了K值与n值在评价板料成形性能方面的一致性。结果表明,K值可作为衡量板料成形性能的综合指标,为研究金属板料成形能力评价方法打开了新的思路。通过实验证明了该解析结果的正确性及其工程适用性。 展开更多
关键词 幂指型强化 硬化模型 强化系数 应变强化指数
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裂纹尖端塑性区三维有限元分析 被引量:6
19
作者 刘强 王芳 +1 位作者 黄小平 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第5期90-99,共10页
裂纹尖端塑性区的大小与其三维约束状态有关,而三维约束状态不仅与板厚还与外载荷、材料性质有关。因此不论是薄板还是厚板,用平面应力或者平面应变来模拟其状态都有局限性。现阶段对于三维约束状态下的裂纹还没有一个公认的可以准确计... 裂纹尖端塑性区的大小与其三维约束状态有关,而三维约束状态不仅与板厚还与外载荷、材料性质有关。因此不论是薄板还是厚板,用平面应力或者平面应变来模拟其状态都有局限性。现阶段对于三维约束状态下的裂纹还没有一个公认的可以准确计算塑性区大小的公式。文章用有限元对小范围屈服下,含I型中心穿透裂纹板裂纹尖端的三维塑性区进行了研究,分析了硬化指数、屈服强度以及泊松比对塑性区大小的影响。计算从平面应力逐渐过渡到平面应变,结果与现有理论的预测结果进行比较,进而给出了一个计算裂纹尖端塑性区大小的计算公式。 展开更多
关键词 裂纹尖端塑性区 三维约束 有限元 中心穿透裂纹 幂硬化 泊松比
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Ⅰ型定常扩展裂纹尖端的弹黏塑性场 被引量:7
20
作者 贾斌 王振清 李永东 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期421-427,共7页
考虑材料在扩展裂纹尖端的黏性效应,假设黏性系数与塑性应变率的幂次成反比,对幂硬化材料中平面应变扩展裂纹尖端场进行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了Ⅰ型裂纹数值解的性质随各参数的变化规律.分析表明应力和应... 考虑材料在扩展裂纹尖端的黏性效应,假设黏性系数与塑性应变率的幂次成反比,对幂硬化材料中平面应变扩展裂纹尖端场进行了弹黏塑性渐近分析,得到了不含间断的连续解,并讨论了Ⅰ型裂纹数值解的性质随各参数的变化规律.分析表明应力和应变均具有幂奇异性,并且只有在线性硬化时,尖端场的弹、黏、塑性才可以合理匹配.对于Ⅰ型裂纹,裂尖场不含弹性卸载区.当裂纹扩展速度趋于零时,动态解趋于准静态解,表明准静态解是动态解的特殊形式;如果进一步考虑硬化系数为零的极限情况,便可退化为Hui和Riedel的非线性黏弹性解. 展开更多
关键词 准静态扩展 动态扩展 幂硬化 弹黏塑性材料 裂纹尖端场
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