彈塑性斷裂力學(xué)概述及COD理論課件.ppt

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1、彈塑性斷裂力學(xué)的COD理論小組人員：孫紅王佳美秦秀奇孫芳芳指導(dǎo)老師：王吉會教授目錄大范圍屈服全面屈服彈塑性斷裂力學(xué)彈塑性斷裂力學(xué)的提出第一章常見的彈塑性斷裂剖面第一章COD理論1961年Wells提出了COD（CrackOpeningDisplacement）,認為當(dāng)裂紋張開位移δ達到材料的臨界值δc時，裂紋即發(fā)生失穩(wěn)擴展。表示為δ=δc它主要解決裂紋尖端張開位移與裂紋幾何尺寸、外加載荷之間的關(guān)系，并結(jié)合實驗測得的材料的裂紋張開位移的臨界值判斷材料的斷裂性能。第二章COD理論J積分理論計算簡單，所得到的一些經(jīng)驗公式能有效的解決工程實際問題計算復(fù)雜，但理論更嚴(yán)謹

2、，直接在中、低強度鋼焊接結(jié)構(gòu)和壓力容器斷裂分析中應(yīng)用廣泛已用于發(fā)電工業(yè)，特別是核動力裝置中材料的斷裂準(zhǔn)則COD理論與J積分對比第三章實際中的應(yīng)用：基于復(fù)合梁的鋼橋面鋪裝斷裂判據(jù)及疲勞壽命的研究研究內(nèi)容：鋼橋面鋪裝主要用于提高行車的舒適性和鋼橋面的耐久性，如何延長其使用壽命是鋼橋面鋪裝設(shè)計的重要內(nèi)容。然而開裂卻大大限制了其服役壽命。因此鋼橋面鋪裝層裂縫的萌生及擴展機理、鋪裝的剩余壽命等斷裂力學(xué)問題成為學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的焦點。研究背景可行性由于鋪裝材料環(huán)氧瀝青混凝土是由骨料顆粒和環(huán)氧瀝青結(jié)合料等構(gòu)成的帶有天然缺陷的復(fù)合材料，這些缺陷是引起鋪裝疲勞裂縫的主要誘因之

3、一。斷裂力學(xué)是從材料或結(jié)構(gòu)中存在微裂縫的基點出發(fā)，應(yīng)用彈性力學(xué)和塑性力學(xué)理論研究裂縫產(chǎn)生和擴展的條件和規(guī)律的科學(xué)，所以彈塑性斷裂力學(xué)是研究橋面鋪裝疲勞失效判據(jù)的有效途徑。研究方法以復(fù)合梁為研究對象，從斷裂力學(xué)的基本理論入手，通過室內(nèi)復(fù)合梁三點彎曲試驗研究橋面鋪裝復(fù)合結(jié)構(gòu)的COD斷裂參數(shù)，并建立COD斷裂判據(jù)；（見論文中第二章）利用數(shù)值分析方法，選取三種不同復(fù)合梁尺寸研究橋面鋪裝斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)，并分析COD設(shè)計曲線在鋪裝安全裕度評價中的應(yīng)用；（見論文中第三章）結(jié)合復(fù)合梁的疲勞試驗和COD理論研究橋面鋪裝的疲勞性能，預(yù)估橋面鋪裝的疲勞壽命。（見論文中第四章）試

4、驗內(nèi)容（第二章）采用三點彎曲梁試驗研究復(fù)合梁I型裂縫在不同溫度下的斷裂性能，比較各斷裂參數(shù)的適用條件，選用CTOD（裂紋尖端張開位移）斷裂參數(shù)，通過試驗得到臨界裂縫尖端張開位移（CTODC），并分析了溫度對其的影響，提出了適用于鋼橋面鋪裝的斷裂判據(jù)。環(huán)氧瀝青混凝土的塑性特征利用小梁彎曲試驗研究了環(huán)氧瀝青混凝土低溫性能，同時進行了SMA試件和AC改性瀝青混合料試件的對比試驗，試驗結(jié)果如圖2.6環(huán)氧瀝青混凝土的塑性特征根據(jù)環(huán)氧瀝青混凝土的低溫性能可知，它不是一種完全的彈性變形材料，其斷裂特性隨著溫度變化會有很大的不同，并且以5℃為分界點。因此文中采用彈塑性斷裂力學(xué)

5、理論來研究鋼橋面鋪裝的斷裂判據(jù)。采用三點彎曲梁試驗對不同溫度下環(huán)氧瀝青混凝土斷裂性能進行研究試驗內(nèi)容實驗過程試驗過程試驗開始前試件的初始裂紋和試驗結(jié)束后的裂紋擴展圖試驗過程試驗過程COD判據(jù)THANKYOU!