Ⅰ型裂缝经弱界面钝化扩展实验研究

天然裂缝或层理等弱界面的剪切破坏是体积压裂裂缝网络形成的关键因素。利用数字散斑相关技术,通过三点弯曲构建了Ⅰ型裂缝经过弱界面时的扩展特性实验,获得了试件表面位移场和应变场的变化规律。实验结果表明:Ⅰ型裂缝扩展至弱界面层后,裂缝发生短暂停滞扩展,裂缝尖端张开位移迅速增加,Ⅰ型裂缝尖端钝化,弱界面剪切应变迅速增加,裂缝由Ⅰ型裂缝转变为Ⅰ--Ⅱ复合型裂缝并转向扩展。

金属泡沫材料平面应变裂纹缓慢扩展的奇异摄动分析

利用奇异摄动分析法研究了金属泡沫材料中平面应变Ⅰ-型裂纹的纹缓慢扩展问题，对裂纹尖端附近的应力场和速度场进行了分析，并得到了扩展裂纹尖端速度场和角应力函数的的最低阶摄动解。

以能量表征的平面应变及平面应力Ⅰ型裂纹J积分解

J积分用于表征Ⅰ型裂纹尖端应力应变场程度,并用于在裂纹启裂与准静态扩展下确定材料弹塑性初始断裂韧度和扩展断裂韧度(J阻力曲线)。基于能量密度等效,考虑有效变形体积的尺寸效应对含裂纹试样能量的影响,提出了平面应变及平面应力下描述Ⅰ型裂纹试样J积分与试样尺寸、材料参数、应变能之间关系的半解析能量解。针对不同材料、不同几何尺寸的6类Ⅰ型裂纹试样,基于本文模型预测的J积分-能量关系与有限元分析结果密切吻合。