基于表面弹性理论的开裂椭圆孔断裂力学研究

作者：肖俊华^*; 徐耀玲; 张福成

来源：固体力学学报, 2019, 40(01): 82-89.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.043

• 纳米尺度开裂椭圆孔
• 表面效应
• Ⅲ型裂纹
• 应力强度因子
• 尺寸效应

研究纳米尺度时开裂椭圆孔的Ⅲ型断裂性能.基于表面弹性理论和保角映射技术,利用复势函数理论获得了缺陷(裂纹和椭圆孔)周围应力场和裂纹尖端应力强度因子的闭合解答.所得结果具有一般性,许多已有和新的解答可由论文退化的特殊情形得到.利用解析结果讨论了缺陷的绝对尺寸、椭圆孔的形状比以及裂纹的相对尺寸对应力强度因子的影响.结果表明:考虑表面效应且缺陷尺寸在纳米尺度时,应力强度因子具有显著的尺寸依赖效应;应力强度因子随椭圆孔形状比的变化规律受缺陷表面常数的影响;缺陷表面效应的影响取决于椭圆孔的形状比,非常大的形状比屏蔽了表面效应的影响;裂纹相对尺寸非常小时表面效应影响较弱,裂纹相对尺寸较大时表面效应较为明显.

• 单位
  亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室; 燕山大学