含缺口受拉平板塑性应力场的有限元分析

含尖缺口受拉平板三维应力场是断裂分析研究中常遇到的问题,进入塑性状态以后,缺口尖端的应力状态和分布与弹性条件下有很大的不同。通过有限元的方法对含缺口受拉平板的塑性应力场进行了分析,并进一步研究了厚度和缺口半径因素对缺口尖端应力场的影响。分析结果表明,缺口半径减小提高了平面内应力σx和σy,也提高厚度方向应力σz和平面应变系数,平面应变系数在塑性条件下趋于0.5;厚度对平面内应力σx和σy影响很小,但提高厚度方向应力σz和平面应变系数,平面应变系数在载荷较小时趋于材料泊松比μ,在载荷较大时趋于0.5。

含裂纹三点弯曲试样裂纹尖端应力状态分析

裂纹尖端的应力状态与构件的断裂性能关系密切,尤其是厚度方向应力的影响更为显著。含裂纹三点弯曲试样是材料断裂行为研究的一种常用模型,本文以含裂纹三点弯曲试样为模型对裂纹尖端的应力状态进行了有限元分析。分析结果表明,平面内应力σx和σy最大值均出现在距离裂纹尖端一定距离处,并随着加载的进行而向外移动;厚度方向应力σz在裂纹顶端数值为零,在缺口尖端附近存在一个最大值,平面应变系数的最大值超过0.5,接近0.6。