09年a卷試題及答案哈工大斷裂力學考試試題

1、哈工大2009年秋季學期《斷裂力學》試《斷裂力學》試題A卷答案卷答案第1頁（共（共4頁）頁）一、填空（25分，每空1分）1.在斷裂力學中，按照裂紋受力情況可將裂紋分為三種基本類型，簡述均勻各向同性材料的兩種裂紋類型的受力特點：Ⅰ型受垂直于裂紋面的拉應力作用Ⅱ型受平行于裂紋面而垂直于裂紋前緣的剪應力作用2.對于有一定塑性的金屬材料，應用能量平衡理論時，材料抵抗裂紋擴展能力這個概念，包括兩個部分，即形成裂紋新表面所需的表面能和裂紋擴展所需的

2、塑性應變能，只有當應變能釋放率大于代表材料抵抗裂紋擴展能力的常數(shù)時，裂紋才失穩(wěn)擴展。3.最大周向應力準則的兩個基本假定是：和當此的方向開裂裂紋沿最大周向應力max??方向的周向應力達到臨界時，裂紋失穩(wěn)擴展。該假定的缺點是（1）沒有綜合考慮其它應力分量的作用（2）不能將廣義的平面應變和平面應力兩類問題區(qū)分開來4.常用的計算應力強度因子的方法有積分變換法、有限元法和普遍形式的復變函數(shù)法。（任意寫出三種即可）5.在復合型斷裂準則中，以能量為參

3、數(shù)的斷裂準則一般包括應變能密度因子準則和應變能釋放準則。6.經(jīng)典J積分守恒性成立的前提條件包括應用全量理論和單調(diào)加載、僅適用于小變形和不存在體積力。（任意寫出三個即可）7.疲勞破壞過程按其發(fā)展過程可分為四個階段，包括裂紋成核階段、微觀裂紋擴展階段、宏觀裂紋擴展階段和斷裂階段。8.HRR理論是Hutchinson、Rice和Rosengren應用J積分等恒性以及材料的硬化規(guī)律確定應力和應變的冪次。該理論存在一個重要矛盾是：既然考慮了塑性變

4、形，裂紋尖端的應力就不應該是奇異的。9.可以表征材料斷裂韌性度量的力學量主要有、和。（任意寫出三個即可）ICKICGC?第3頁（共（共4頁）頁）以裂紋尖端為圓心r為半徑作圓，取該圓為J積分回路，???drdyrddScos??對于平面問題（2）J積分與COD關系由MD模型，由裂紋下表面緊貼塑性區(qū)邊界直到裂紋上表面為積分路徑，近似認為dy=0由對稱性4.簡述COD準則及其優(yōu)缺點。（10分）COD準則：當裂紋尖端張開位移達到臨界值時，裂紋將

5、要張開為裂紋?C?C????????dxUTwdSxUTWdyJ?????????????)cos(][EkJkEvJkEvvdxUTuurKTrKTkEvvdwvzKWIIIzzIIijij2222112212221111222214)23)(1()sin23(2sincos)21cos23(2sincos4)21)(1(cos)2sin21(2cos2)1(21????????????????????????????????????