基于M积分的脆性材料微缺陷等效损伤面积/体积表征

作     者：朱文洁 吕俊男 李群 Zhu Wenjie;LüJunnan;Li Qun

作者机构：西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(11472205 11772245) 高等学校学科创新引智计划(B18040) 中央高校基本科研业务费资助 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2018年第50卷第2期

页      码：297-306页

摘      要：随着脆性材料在工程中的广泛应用,对脆性材料中微缺陷进行统一的损伤水平标定,具有重要的科学研究和工程应用价值.本研究提出一种基于M积分的材料等效损伤面积/体积标定方法,以具有相同M积分值的圆孔面积或球孔体积来标定复杂微缺陷构型的损伤水平,从而实现不同类型微缺陷真实损伤水平的统一表征.首先,基于Lagrangian能量密度函数推导了M积分定义式,并简述了M积分的物理意义,基于域积分方法实现二维/三维M积分的数值计算.随后,提出了基于M积分的材料缺陷等效损伤面积/体积标定方法,以圆孔面积/球孔体积来标定复杂微缺陷材料系统的损伤水平.最后,针对单轴拉伸载荷作用下的二维/三维脆性体含不同缺陷构型,具体计算了椭圆孔、裂纹以及双裂纹、双孔洞、裂纹和孔洞干涉等复杂缺陷构型情况下的等效损伤面积/体积,并详细分析了缺陷之间的干涉效应及影响因素.本研究旨在基于M积分等效方法量化脆性材料中各类微缺陷造成的损伤程度,实现损伤等级标定,有益于工程材料及结构的损伤容限设计及完整性评估.

主 题 词：微缺陷 M积分 等效损伤面积 等效损伤体积 干涉效应 

学科分类：08[工学] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-17-378

馆 藏 号：203287045...