粘弹性材料动态扩展裂尖场及载荷参数研究

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动态扩展裂纹尖端场对材料的断裂破坏研究有重要的意义,材料力学性质的时间相关性也对结构的刚度、强度和使用寿命产生较大的影响,同时,裂纹尖端的载荷参数,在表征裂尖场性质方面,应用十分广泛。基于此,本文研究了具有时间相关变形特性的粘弹性材料中的动态扩展裂纹问题。 首先,详细研究了在平面应变条件下,不可压缩粘弹性材料中动态扩展的裂纹问题。从基本方程出发,结合对裂尖各场合理的奇异性分析,推导出了渐进控制方程。由定解条件,采用打靶法求得了Ⅰ型和Ⅱ型裂纹裂尖的应力、应变和位移场,讨论了裂尖场随各参数变化的规律,并将所得结果与其它结果进行比较,论证了结果的正确性。其次,仿照前面不可压缩时的分析,研究了粘弹性材料为可压缩时,动态扩展的Ⅰ、Ⅱ型裂纹尖端场,讨论了各场随参数变化的规律,当取泊松比v=0.5时,完全退化为不可压缩情况下的结果,说明了所得结果的正确性。最后,针对裂尖的载荷参数C<*>积分,从其定义式出发,结合奇异性分析,研究了其路径相关性;利用前面所求得的粘弹性材料不可压缩情况下的裂尖场,将C<*>积分用一个可求数值A<,1>来反映其变化规律,得到了随各参数变化的规律。
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