09年a卷試題及答案哈工大斷裂力學(xué)考試試題

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

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

3、數(shù)的斷裂準(zhǔn)則一般包括應(yīng)變能密度因子準(zhǔn)則和應(yīng)變能釋放準(zhǔn)則。6.經(jīng)典J積分守恒性成立的前提條件包括應(yīng)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(gè)即可）7.疲勞破壞過程按其發(fā)展過程可分為四個(gè)階段，包括裂紋成核階段、微觀裂紋擴(kuò)展階段、宏觀裂紋擴(kuò)展階段和斷裂階段。8.HRR理論是Hutchinson、Rice和Rosengren應(yīng)用J積分等恒性以及材料的硬化規(guī)律確定應(yīng)力和應(yīng)變的冪次。該理論存在一個(gè)重要矛盾是：既然考慮了塑性變

4、形，裂紋尖端的應(yīng)力就不應(yīng)該是奇異的。9.可以表征材料斷裂韌性度量的力學(xué)量主要有、和。（任意寫出三個(gè)即可）ICKICGC?第3頁(yè)（共（共4頁(yè)）頁(yè)）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(duì)于平面問題（2）J積分與COD關(guān)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(rèn)為dy=0由對(duì)稱性4.簡(jiǎn)述COD準(zhǔn)則及其優(yōu)缺點(diǎn)。（10分）COD準(zhǔn)則：當(dāng)裂紋尖端張開位移達(dá)到臨界值時(shí)，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????????????????????????????????????