结合材料界面端脆断准则的理论研究与实验验证
论文摘要
基于弹性力学平面问题的基本方程,推导了结合材料界面端附近的位移场和奇异应力场。 在V型切口的脆性断裂准则的基础上,提出了结合材料界面端问题的应变能密度因子准则、形状改变能密度因子准则、最大周向拉应力准则和最大周向拉应变准则。这些准则均基于两个基本材料参数:抗拉强度σC和断裂韧度K10c因而,便于工程应用。 为了检验上述脆断准则的正确性,用脆性材料PMMA和金属材料铝相结合加工成几种不同结合角的界面端试样进行了拉伸破坏实验。运用上述各准则对这些界面端模型的起裂角和临界载荷进行了理论预测,并与实验结果进行了比较。结果表明,各准则在预测裂纹起裂角方面,与实验结果比较吻合:但在预测临界载荷方面,除σθmax。准则与实验结果吻合的较好外,其它准则与实验结果差别较大。
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摘要Abstract致谢第一章 绪论1.1 界面断裂力学及其发展概述1.2 结合材料界面端断裂问题的研究现状1.3 所选课题的目的、意义及工作背景1.4 本文的主要内容第二章 结合材料界面端问题的基本理论2.1 平面问题及其基本方程2.2 平面问题奇异点附近的位移场和奇异应力场2.3 结合材料界面端附近的位移场和奇异应力场2.3.1 结合材料界面端模型2.3.2 结合材料界面端的应力奇异性特征方程2.3.3 结合材料界面端附近的位移场和奇异应力场第三章 结合材料界面端问题的脆断准则3.1 引言3.2 结合材料界面端的应变能密度因子准则3.3 结合材料界面端的形状改变能密度因子准则3.4 结合材料界面端的最大周向拉应力准则3.5 结合材料界面端的最大周向拉应变准则第四章 结合材料界面端脆断准则的实验验证4.1 引言4.2 材料弹性模量E和泊松比v的测定4.3 结合材料界面端的应力强度因子的数值计算4.3.1 计算公式4.3.2 计算模型及数值计算结果1C和K2C的确定'>4.3.3 界面端临界应力强度因子K1C和K2C的确定min准则和S(fmin)准则中r0值及σθmax准则和εθmax准则中rC值的确定'>4.4 界面端Smin准则和S(fmin)准则中r0值及σθmax准则和εθmax准则中rC值的确定4.5 结合材料界面端断裂的理论预测及与实验结果的比较第五章 全文总结和展望5.1 全文总结5.2 工作展望参考文献
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