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基于断裂过程区的断裂参数确定方法

断裂过程区,断裂参数

本文提出了一种确定断裂参数的新思路，即断裂参数是断裂过程区（Fracture Process Zone，FPZ）状态的表征量。如果裂纹尖端场分布相同，FPZ的状态必然相同，反之不然。因此，“断裂参数表征裂纹场”是一个过于严格的要求。对于弹性材料而言，应力、应变一一对应，流入裂纹尖端或FPZ的能量率等价于应力场或应变场分布；此时，“相同的FPZ状态”等价于“相同的裂纹尖端场分布”。当裂纹在弹塑性材料中扩展时，应力与应变不再一一对应，“相同的FPZ状态”不能推导出“相同的裂纹尖端场分布”。当裂纹稳态扩展时，FPZ定常，“FPZ状态的表征量”是一个常数。在启裂阶段，“FPZ状态”不断发生变化，“FPZ状态的表征量”随着裂纹扩展而变化。当裂纹尖端接近自由边界时，“FPZ状态”受自由边界的影响，此时“FPZ状态的表征量”也会发生变化。