典型韌性材料的細(xì)觀力學(xué)場研究.pdf

1、材料的破壞現(xiàn)象，是固體力學(xué)研究的核心問題之一。脆性斷裂和韌性斷裂為兩種基本破壞形式。脆性斷裂可以直接引起材料的失效；韌性斷裂過程表現(xiàn)為材料在經(jīng)過一定的塑流累計，最終引發(fā)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展。 材料的斷裂現(xiàn)象主要取決于裂紋端點附近較小區(qū)域內(nèi)材料的力學(xué)行為，因而從細(xì)觀模型出發(fā)，選擇合理的材料本構(gòu)關(guān)系，用以研究韌性材料裂紋前緣的力學(xué)場是有意義的。 微孔洞的萌生、生長、融合是韌性材料損傷及裂紋擴(kuò)展的主要原因，因此用G-T-N模型(修正后

2、的Gurson模型)可以很好地描述金屬的韌性斷裂。本文基于細(xì)觀力學(xué)模型，引入非經(jīng)典本構(gòu)模型和損傷理論，利用大型通用非線性有限元計算軟件ABAQUS模擬典型韌性材料的實際力學(xué)場演化過程，分析了含中心穿透裂紋的裂紋板在裂紋尺寸2α=12、16、20mm三種情況下的力學(xué)場，給出了應(yīng)力場、沿裂紋延長線的損傷變量分布和塑性應(yīng)變分布，分析了不同的裂紋長度對應(yīng)力分布的影響規(guī)律，清晰地顯示了裂材料逐漸劣化直至失效的過程。最后分析了無限大板在小應(yīng)力下的力