平面应力条件下非协调热应变对裂纹和夹杂相互作用影响

摘要

升温和冷却是复合材料制备过程中的常用工序.本文针对基体和夹杂不同的热膨胀系数,基于相变增韧理论和Eshelby等效夹杂方法,研究了在平面应力条件下无限大体中Ⅰ型裂纹和夹杂的相互作用,得到了含有非协调热应变的裂尖应力强度因子变化近似方程.最后通过有限元计算验证了近似公式具有较高的精度.数值与解析解结果比较表明,当夹杂热膨胀系数大于基体时,温升时夹杂对裂纹扩展有促进作用,冷却时则有抑制作用.