含裂纹压力管道的有限元分析文献综述
2020-05-28 07:02:21
文 献 综 述 1.2 断裂力学概况 缺陷结构安全评定[1-2]是以断裂力学理论为基础的,断裂力学是一门研究含裂纹构件和裂纹如何扩展的学科。
以应力强度因子为基础的评定,方法简单,主要适用于线弹性断裂,通过查找手册或者采用已有的公式进行计算,可以得到缺陷结构应力强度因子。
1920年,Griffith对含裂纹玻璃的脆性扩展研究开启了断裂问题的研究篇章。
他最早应用能量法对陶瓷、玻璃等脆性材料进行了断裂分析,较好的解决了陶瓷、玻璃等脆性材料低应力脆断问题。
但是Griffith理论只能应用于材料是完全脆性的情况,而大多数的金属材料断裂前裂纹尖端存在塑性区域,不能应用此理论,这就是Griffith理论的局限性。
1949年Orowan对金属材料裂纹扩展过程进行了研究,指出了裂纹扩展尖端附近会产生一个塑性区。
随后他对Griffith理论做了修改,加入了材料塑性对裂纹扩展的影响。
1957年,G.R.Irwin通过对裂纹尖端应力场的研究,提出了应力强度因子参量,并建立了断裂判据,这一判据产生即在工程上得到了广泛的应用。
应力强度因子用来代表构件在外力作用下裂纹尖端区域的应力强度,在此基础之上提出了断裂韧性概念,建立了测试材料断裂韧性的实验技术,从而建立了线弹性断裂力学。
1962年,Irwin首先对表面裂纹问题进行了研究,根据Snedden[3]和Green的位移解,得出了无限弹性体内,承受了均匀拉伸荷载的扁平椭圆裂纹前端Ⅰ型应力强度因子。