简化脆性断裂裂尖模型及复合型断裂判据

摘要

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(MSRP)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.