复合材料中桥连问题的裂纹动力学模型

复合材料大多由纤维和基体组成，宏观是各向异性的。产生裂纹后，其纤维处形成“桥连”。至今人们研究大多是桥连的静力学问题[1]。本文建立一种桥连动力学模型，将桥连处用载荷代替，当裂纹扩展时，纤维也连续的开裂。文中首次求得了正交异性体中扩展裂纹受运动的集中力 作用问题的解析解，并利用这一解，通过迭加最终求得了该模型的解。

裂纹动力学的研究进展

本文重点在原子层次上介绍了裂纹动力学的研究进展。宏观断裂反应是典型的多尺度现象,需要建立和发展材料的多尺度模型和多尺度计算方法。

断口分析中的裂纹动力学和瓦纳线实例

在为材质42CrMo钢经锻造、调质和渗氮处理的曲轴断裂断口进行失效分析的案例中,发现断口上的贝纹线有相交的异常现象;这在一般的断口中是不可能出现的。用裂纹动力学和瓦纳线的理论对这种异常现象做了分析:由断口疲劳源处产生的裂纹,在扩展时会在材料中产生应力波,在裂纹所在的表面上传播。当裂纹遇到了不连续面,就会产生了一个横向的应力波,从而形成第二组以波源为圆心的同心圆弧,这才有可能出现贝纹线相交的现象。首次观察到瓦纳线不仅仅只能在金属与非金属脆性材料的断口上出现,文中以实例说明,在调质钢的断口上也可以出现瓦纳线。

界面位错的瞬态运动和界面裂纹的自相似扩展

本文首先利用Ｆｏｕｒｉｅｒ和Ｌａｐｌａｃｅ变换并结合Ｃａｇｎｉａｒｄ－ｄｅＨｏｏｐ反演方法求解了单个界面螺位错的瞬态运动问题，然后以单个位错由静止匀速运动的解作为基本解建立奇异积分方程求解了运动集中载荷作用下界面裂纹的反平面非对称自相似扩展。

固体断裂非平衡统计理论

固体断裂非平衡统计理论或叫非平衡统计断裂力学是用非平衡统计理论的概念和方法结合微裂纹(或微空洞)演化动力学从微观原子机理出发推导出固体材料的强度、断裂韧性和疲劳寿命等宏观力学量的断裂理论。在这个理论中,微裂纹统计演化方程起着从微观向宏观过渡的核心作用,它的系数可由微裂纹成核长大的微观位错或点缺陷等机理求得,而其解则通过最弱链模型等与宏观力学量相联系,从而可统一推导出微裂纹分布函数、材料的断裂几率、可靠性、各种宏观力学量的统计分布函数、统计平均值和统计涨落。本理论可广泛用于金属、结构陶瓷和玻璃态高聚物的脆性、疲劳、延时和环境等断裂类型。主要阐述了上述思想和方法,并给出了部分新结果,展望了未来发展方向。