人造裂紋形成理論與方法研究.pdf

1、在材料強(qiáng)度科學(xué)和斷裂力學(xué)看來，裂紋是災(zāi)難，它使得許多工程構(gòu)件突然斷裂，造成惡性事故。然而從開發(fā)裂紋的功利入手，利用裂紋擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)應(yīng)力下料，出現(xiàn)了裂紋技術(shù)的新概念，在與機(jī)械加工技術(shù)的交叉結(jié)合上，開拓了一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域。隨著實(shí)踐的不斷深入和斷料的多樣性，對(duì)裂紋技術(shù)提出了新的要求。在蘭州理工大學(xué)學(xué)術(shù)梯隊(duì)及特色研究方向基金資助下，本文是針對(duì)裂紋技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)力斷料的研究，目的是實(shí)現(xiàn)固體材料的規(guī)則、高效斷裂，為裂紋技術(shù)的工程應(yīng)用提供高效、便捷的人造裂

2、紋制造方法，從而滿足工程上的應(yīng)力斷料要求。
　　 本文基于平面V型切口理論及雙材料垂直界面裂紋理論的現(xiàn)有成果，從彈性力學(xué)平面問題的基本方程及Williams所提出的應(yīng)力函數(shù)出發(fā)，推導(dǎo)出了雙材料人造裂紋問題的應(yīng)力奇異性特征方程，此方程可以看作是雙材料人造裂紋問題特征方程一般性地推廣；介紹了求解裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的各種計(jì)算方法，給出了雙材料人造裂紋問題應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算公式，從而將單材料裂紋問題、雙材料人造裂紋問題的應(yīng)力強(qiáng)度因子的

3、定義統(tǒng)一起來。本文以有限尺寸平板拉伸模型和三點(diǎn)彎曲模型為研究對(duì)象，對(duì)裂紋尖端尺寸和單元離散角度的選取進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并對(duì)應(yīng)力外推法應(yīng)用到雙材料問題中的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。通過對(duì)比分析相同邊界條件下的單材料和雙材料應(yīng)力強(qiáng)度因子，從理論上論證了雙材料人造裂紋用于應(yīng)力斷料的可行性。系統(tǒng)研究了雙材料人造裂紋泊松比、裂紋張角變化對(duì)裂紋尖端應(yīng)力奇異場的影響，得出在保證剛度和韌性的前提下，人造裂紋材料匹配方面應(yīng)盡量選擇較大的泊松比比值v1/v2，并且