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裂纹尖端疲劳塑性区研究

作　者: 滕项铭
导　师: 冯淼林
学　校: 上海交通大学
专　业: 固体力学
关键词: 疲劳裂纹塑性区尺寸多轴非比例载荷应力强度因子
分类号: O346.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

塑性区大小是疲劳断裂研究中非常重要的一个参数。本文运用数值方法，考察了不同塑性本构模型、有限单元尺寸、几何非线性、载荷比等参数对于裂纹尖端疲劳塑性区大小的影响。结果发现除塑性本构模型外其他参数对于裂纹尖端疲劳塑性区大小影响不大。同时对Ⅰ、Ⅱ型混合裂纹在多轴非比例载荷下给出了由Jiang和Kurath定义的疲劳塑性区，由于其定义与应力强度因子无关，可以适用于复杂疲劳载荷下的混合型裂纹。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究意义及现状  7
  1.2 循环塑性基本理论  7-11
    1.2.1 弹性应力应变关系和塑性应变假设  8
    1.2.2 比例加载和非比例加载  8-9
    1.2.3 平衡加载和非平衡加载  9
    1.2.4 循环硬化软化  9-11
第二章循环塑性本构模型  11-22
  2.1 循环塑性基本模型  11-12
    2.1.1 屈服准则  11
    2.1.2 流动法则  11-12
    2.1.3 动态硬化准则  12
  2.2 线性硬化准则  12-13
  2.3 非线性硬化准则  13-17
    2.3.1 A-F 塑性硬化准则  13-14
    2.3.2 Chaboche 模型  14-15
    2.3.3 Ohno-Wang 模型  15-16
    2.3.4 McDowell 模型  16-17
  2.4 Jiang 的模型（JS 模型）  17-22
    2.4.1 记忆表面  18-20
    2.4.2 循环应变硬化  20
    2.4.3 非比例现象和应力值对棘轮效应的影响  20-21
    2.4.4 Non-Masing 现象  21-22
第三章不同的裂纹尖端塑性区理论比较  22-48
  3.1 裂纹尖端塑性区理论基础  22-30
    3.1.1 断裂韧性与断裂准则  22-27
    3.1.2 应力强度因子  27-28
    3.1.3 应力强度因子的计算  28-29
    3.1.4 线弹性断裂力学中的小范围屈服  29-30
  3.2 基于应力强度因子的塑性区理论  30-37
    3.2.1 Irwin 塑性区理论  30-33
    3.2.2 Dugdale-Barenblatt 塑性区理论  33-36
    3.2.3 基于应力强度因子的循环塑性区理论  36-37
  3.3 Jiang 和Kurath 循环塑性区理论  37-48
第四章多种因素对塑性区大小的影响  48-57
  4.1 有限元模型及建模  48-49
  4.2 塑性本构模型  49-52
    4.2.1 理想弹塑性模型（EPP 模型）  51
    4.2.2 双线性应力应变模型（BL 模型）  51-52
  4.3 裂尖单元尺寸的影响  52-53
  4.4 几何非线性的影响  53-54
  4.5 载荷比的影响  54-56
  4.6 循环塑性本构模型的影响  56-57
第五章结论与展望  57-58
参考文献  58-63
致谢  63-64
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  64-67
附件  67

裂纹尖端疲劳塑性区研究

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