棱角缺陷裂紋問題研究.pdf

1、由于傳統的觀念和經驗，人們對缺陷有很強的排斥感，認為如果結構中存在缺陷就會帶來不好的影響，但是由于所有的構件和材料在制造或生產的同時都會產生缺陷(裂紋、空洞、夾雜等)。單一的某種缺陷的存在都會降低結構的性能，但是經本文研究如果有兩種或兩種以上的缺陷共同作用于同一線彈性體，會對結構起到保護作用。本文所研究的模型為三維角裂紋和棱角缺陷共同作用一線彈性體，比起研究單一缺陷的影響更有實際的意義。
　　由于從理論方面研究斷裂問題只能研究一些

2、簡單的模型或者做一些很強的假設條件，這樣一來就限制了斷裂力學的發(fā)展和實際應用，而通過試驗的方法探求其規(guī)律成本高、周期長。所以一般對于三維表面斷裂力學的分析都是借助于有限元軟件來得到一些數值解，從中得出規(guī)律。
　　值得注意的是到目前為止的文獻中，還沒有對含棱角缺陷的三維角裂紋體中有關平行于裂紋邊界尺寸對裂紋前沿應力強度因子的影響進行報道。通過對現有文獻的查閱發(fā)現在二維角裂紋體問題中，當該邊界尺寸與裂紋尺寸相比小于某個值時，其尺寸的大

3、小對應力強度因子的影響不容忽視。
　　本文所要研究的問題為含棱角缺陷的三維角裂紋問題。比僅含單一表面裂紋問題更加復雜。主要采用有限元法對Ⅰ型三維角裂紋體的應力強度因子進行數值分析。主要對含棱角缺陷角裂紋的無限大裂紋體進行研究。研究發(fā)現，棱角缺陷對裂紋體尖端的應力強度因子影響很大。棱角缺陷對裂紋體尖端的應力強度因子影響是積極的，此缺陷能對裂紋體起到保護作用，使結構更加安全。還著重研究了在有限大體中，平行于裂紋邊界尺寸對裂紋前沿應力強