Ⅲ型定常擴展裂紋尖端的彈—粘—理想塑性場.pdf

1、哈爾濱工程大學碩士學位論文Ⅲ型定常擴展裂紋尖端的彈—粘—理想塑性場姓名：唐婧申請學位級別：碩士專業(yè)：固體力學指導教師：王振清20030401哈爾濱I ．程人學碩士學位論文A b s t r a c tT h e r e s e a r c ho f c r a c k —t i Df i e l d si So n e o f t h em o s ti m p o r t a n t t a s ko f f r a c t u r

2、em e c h a n i c s ．I th a sb e e na t t r a c t i n gt h ea t t e n t i o n so f m e c h a n i c sr e s e a r c h e r s ．T a k e nt h ev i s c o s i t y i n t o a c c o u n ti nt h i s p a p e r , ar a t h e rs i m p l

3、eb u tp r a c t i c a b l ee l a s t i c ．v i s c o p l a s t i c m o d e lt o d e s c r i b e t h e s t r e s s —s t r a i n r e l a t i o n o ft 1 1 e m a t e r i a l a t t h ec r a c k ．t i po f a n t i p l a n em o d

4、 e I I IC r a c k ，W i t h a r a t i o n a la s s u m p t i o no f t h ev i s c o s i t yt o e f f i c i e n to f t h em a t e r i a l ．t h er a t e ．s e n s i t i v e c o n s t i t u t i v ee q u a t i o n sf o rt h ei

5、d e a l l ye l a s t i c —v i s c o p l a s t i cf i e l da r ed e r i v e du n d e r t h em o d e l ．T h e e x p o n e n t o f s i n g u l a r i t yi Sd e t e r m i n e d t h r o u g h a s y m p t o t i c a n a l y s e

6、s ．a n d t h e p l a s t i cs h o c k i Se l i m i n a t e dt h a te x i s t si nn o n - v i s c o s i t y s o l u t i o n s ．W i t h t h e a d o p t i o n o f t h e r a t e ．s e n s i t i v e c o n s t i t u t i v e r e

7、 l a t i o n s h i p ．i t i Sa s y m p t o t i c a l l yi n v e s t i g a t e dt h ep r o p a g a t i n gt i pf i e l d so fa n t i p l a n em o d e I I I c r a c ku n d e r t h ec o n d i t i o no f i n c o m p r e s s

8、i b i l i t y , a n dt h ed y n a m i c se q u a t i o n sa r eo b t a i n e ds e p a r a t e l y g o v e r n i n g t h e s t r e s s a n d s t r a i n f i e l d s a t t h e c r a c k —t i p ．N u m e r i c a lc a l c u l

9、 a t i o n so f g o v e r n i n ge q u a t i o n sa r ec a r r i e do u tw i t hs e l e c t i o n so f a p p r o p r i a t ev a l u e s o f e a c h c h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r b y c o m b i n a t i o n

10、s o f c o r r e s p o n d i n gb o u n d a r yc o n d i t i o n s ，a n dt h ef u l l yc o n t i n u o u ss t r e s s ．s t r a i nf i e l d s a r eo b t a i n e da tt h ec r a c k —t i D ．T h en a t u r eo f a s y m p t o

11、 t i cs o l u t i o ni Sa n a l y z e da n d t h ev a r i a t i o n so fs o l u t i o n sa r ed i s c u s s e da c c o r d i n g t od i f f e r e n tp a r a m e t e r ．I no r d e r t oc o m p a r e w i t ht h ee x t r e

12、m eo f d y n a m i cs o l u t i o n sw h e n t h eM a c hn u m b e r a p p r o a c h e s z e r o ，1 ．e ．t h e q u a s i —s t a t i c p r o p a g a t i o n ，t h e c o r r e s p o n d i n gq u a s i - s t a t i c p r o b l

13、 e mi s a l s o s t u d i e da s y m p t o t i c a l l yi nt h ep a p e r ．T h eg o v e r n i n ge q u a t i o n so f c r a c k ．t i D f i e l da r ed e r i v e d ．a n dn u m c r i c a Is o l u t i o n sa r eo b t a i n

14、e db ys e l e c t i o n so f t y p i c a lp a r a m e t e r v a l u e sw i t h c o m b i n a t i o n o f b o u n d a r y c o n d i t i o n so fe a c hp r o b l e m ．T h et w o s o l u t i o n sa g r e ew e l lw i t he a

15、c ho t h e rt h r O U g hc o m p a r i s o n so f n u m e r i c a lr e s u l t s ．T h e r e f o r e ．t h eq u a s i —s t a t i cs o l u t i o n sc a nb er e c o v e r e df r o mt h ee x t r e m eo fd y n a m i cs o l u t

16、 i o n sw h e n t h eM a c hn u m b e rg o e st o z e r of o rt h ee l a s t i c —v i s c o p l a s t i cc o n s t i t u t i v em o d e l e m p l o y e d i nt h i sp a p e r ．I n c o n c l u s i o n ．t h er a t i o n a l

17、 i t ya n de f f e c t i v e n e s s o ft h e c o n s t i t u t i v e m o d e la p p l i e di nt h ep a p e ra ／' e v e r i f i e dt h r o t 【g ht h e o r e t i c a la n a l y s e sa n dc o r r e s p o n d i n gn u m

18、 e r i c a lc a l c u l a t i o n s t o p r o v i d eaf e a s i b l e m e t h o df o r f i n a l s o l u t i o n s o ft h ep r o b l e m so f t h ea s y m p t o t i cc r a c k ．t i D f i e l d ，a s w e l la st h e o r e

19、t i c a lr e f e r e n c e sf o rs o l u t i o n so f t h e d i f f i c u l tp r o b l e m s e n c o u n t e r e d i n e n g i n e e r i n g p r a c t i c e s ．K e y w o r d s ：q u a s i ·s t a t i cp r o p a g a t