T應(yīng)力對(duì)脆性材料初始裂紋起裂角影響研究

刁玉宏 李海燕

摘要：為檢驗(yàn)和提高M(jìn)TS準(zhǔn)則對(duì)線彈性材料復(fù)合型裂紋擴(kuò)展預(yù)測的精確性，考慮了T應(yīng)力在脆性斷裂中的作用，建立了廣義MTS準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則描述了變量Ⅰ型和Ⅱ型斷裂應(yīng)力強(qiáng)度因子、斷裂韌性KⅠ和KⅡ、平行裂紋的應(yīng)力分量T應(yīng)力以及臨界裂紋擴(kuò)展區(qū)半徑對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響，對(duì)裂紋尖端應(yīng)力分布的描述更加精確。研究結(jié)果表明：考慮T應(yīng)力后，初始起裂角隨裂紋傾角增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);相比于GMTS準(zhǔn)則預(yù)測結(jié)果，在β>45°時(shí)MTS準(zhǔn)則預(yù)測起裂角偏大，且起裂角對(duì)T應(yīng)力變化更加敏感;而在β>45°時(shí)預(yù)測結(jié)果受T應(yīng)力變化影響均偏小;對(duì)于復(fù)合型裂紋，由GMTS準(zhǔn)則計(jì)算得到的斷裂角與傳統(tǒng)MTS計(jì)算得到的結(jié)果區(qū)別很大。脆性材料裂紋擴(kuò)展受到裂紋尖端奇異應(yīng)力K及常數(shù)項(xiàng)T應(yīng)力的共同控制，通過考慮裂紋尖端Williams級(jí)數(shù)解高階項(xiàng)的影響提高了對(duì)裂尖應(yīng)力分布的描述精度。

關(guān)?鍵?詞：最大周向應(yīng)力準(zhǔn)則; 復(fù)合型裂紋; T應(yīng)力; 斷裂韌性; 裂紋擴(kuò)展