文献整理(断裂准则)
文献梳理法
文献梳理法
学习和记忆都是科学。
我们干科研这行，有问题就从实质上来解决。
根据最新学习理论，提倡右脑学习。
其关键是要先静心，让思想流动起来。
而观察和思维的对象要是图像和动态的东西，有颜色最好。
以此理论为基础。
正确的文
献梳理方法如下：
一、选择有代表性的文献，即在权威刊物上发表的论文和权威论著，这些论文论著代表了学术发展的基本状况。
不能把那些不入流的刊物上的文章都罗列出来。
二、选择有代表性的作者的论文，也就是权威学者，
或者是活跃在学术界的作者的论文、论著。
这些论文论著同样也代表了学术发展的基本态势。
三、选择研究的视角来梳理文献。
也会是结合你要研究的视角特别是具体的问题来梳理文献，这样范围就大大缩小，也有利于作者把握文献。
四、不一定千篇一律地要在引言中进行文献梳理，引
言可以对问题的来龙去脉进行适当阐述，在正文撰写的过程中，可以对具体的观点进行文献追述。
这种方法要求作者对学术史特别是前人的学术观点十分清楚，对论文的写作已经有娴熟的技术。
这就不是一般的新手能够把握的了。
文献是写好论文的材料，也是研究的基础，它反映的是
研究者的专业基础和专业能力，所以在撰写学术论文中文献是至关重要的，大家要多多重视，学会如何正确的梳理文献。
文献整理的方法
文献整理的方法文献整理听起来有点枯燥，但其实就像整理自己心爱的小物件一样有趣呢。
一、收集文献。
我们就像小蜜蜂采蜜一样，到处去寻找文献。
可以从各种学术数据库开始，像知网呀、万方这些。
还有学校图书馆的资源也不能放过。
有时候在网上搜索一些专业论坛或者相关的网站，也能发现一些宝藏文献。
把这些文献都下载下来或者标记好链接，就像把采到的蜜先收集到小罐子里一样。
二、分类文献。
这就像是给小宠物们分窝啦。
可以按照主题分类，比如研究文学的，就把关于小说的、诗歌的、散文的分别放好。
如果是理工科的，按照不同的研究方向，像物理的电学、力学等分开。
还可以根据文献的类型分，论文是一类，研究报告是一类，专著又是一类。
这样分类之后，当我们要找某个方面的资料时，就像去特定的宠物窝找小动物一样，一下子就能找到啦。
三、阅读文献。
阅读文献的时候可不能走马观花哦。
可以边读边做笔记，把自己觉得重要的观点、数据都记下来。
就像我们看一本特别有趣的小说，看到精彩的句子还会划下来呢。
如果文献里有一些不理解的地方，不要急，就像遇到一个小谜题一样，先标记好，说不定后面读着读着就懂了。
而且可以在文献上写写自己的小想法，就像跟作者对话一样，比如“你这个观点我有点不同意见呢”或者“这个数据好有趣呀”。
四、整理笔记。
把之前阅读文献做的笔记再进行整理。
把相似的观点合并起来，就像把小伙伴们按照兴趣爱好分组一样。
把零散的数据整理成表格或者图表，这样看起来就特别清晰，就像把一堆乱乱的小珠子串成漂亮的手链一样。
而且整理笔记的时候还可以把自己的思考加进去，让这些笔记变得更有自己的特色。
五、建立文献库。
这是文献整理的一个大工程啦。
可以用一些软件来建立文献库，像EndNote之类的。
把分类好的文献都放到这个文献库里，就像给小宝贝们盖了一个大房子。
这样方便我们随时查找，而且还能保证文献不会丢失，就像把我们的宝藏都好好地保管起来一样。
文献整理虽然有点小麻烦，但是当我们把它做好了，就像把自己的小天地收拾得井井有条一样，特别有成就感呢。
四个经典的断裂准则
四个经典的断裂准则：
1最大正应力准则（第一强度理论）（最大拉应力理论）
400多年以前，伽利略(Galileo: 1564-1642)在研究砖、铸铁和石头的拉伸断裂时，发现当施加应力达到一临界值时材料发生断裂，这即是最大正应力准则或第一强度理论。
2莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)准则（第二强度理论）（最大拉应变理论）
库仑(1737-1806)在研究土和砂岩的压缩强度后，于1773年提出：当材料的破坏沿着一定剪切平面进行时，所需的破坏力不但与剪切力有关，也与剪切面上的法向力有关。
1900年德国科学家莫尔(1835-1918)将最大主应力莫尔圆引入到库仑强度理论中，因而这个破坏准则现在被称为莫尔-库仑准则。
3屈特加(Tresca)准则（第三强度理论）（最大剪应力理论）
1864年，屈特加提出了最大剪切应力准则或称屈特加准则。
4范·米塞斯(van ·Mises)准则（第四强度理论）（最大形状改变比能理论）
1913年，范·米塞斯考虑了变形能的作用，提出材料的屈服条件为其变形能达到某一临界值，此即范·米塞斯准则或第四强度理论。
脆性断裂一般采用1或2理论；塑性屈服一般采用3或4理论。
除了上述四个最著名的强度理论或准则外，到目前为止，人们关于不同材料的破坏规律曾经提出了上百个模型或准则，但由于材料性质的复杂性，大多数模型或准则都不具有普适性。
1
1 =r ()
3212 + =r 3
13 =r []
2132322214)()()(21 + + =r。
金属塑性成形过程韧性断裂的准则及其数值模拟
Ｒ ｅ ｒ ｙ在１ ９ ｅｓ ９ 年提出了三向应力作 ｉ 和Ｔｃ ｌ ６ ｃ ａ ］
用下材料的韧性断裂准则为：
的应用。最后介绍作者对几个典型工艺模拟的结
果。
１ ．
２韧性断裂准则
金属在加工过程中发生的断裂大多是韧性断 裂，很少发生脆性断裂。一般认为，金属中的韧
Ｋｃ ｎｖ １ ８ ａ ａ 在 ９ 年首先提出的另一种分析方 ｈｏ ５
法。这种研究方法主要是从细观 （ ｅ ｓ ｌ ｍ ｓ ｃｅ ｏａ） 的角度进行研究，对空洞的萌生和扩展角度进
行预测，建立空洞萌生准则。因为韧性断裂的
调整，局部调整还包括单元删除 （ ｅ ｔｎ Ｄ ｌ ｏ）、 ｅ ｉ
５０ ３
截
国家杰出青年科学基金资助项目（ ８５１） ５ ２１ ． ９ ７
５８ ２
主要是通过标准的常规实验来获取材料的实验数 据，然后用于对材料成形过程中的韧性断裂的判 断上，它还分二种，即应力、应变和应变能准 则，这类准则的代表是 Ｃ ｃｒ ｔ ａ ａ 准则。 ｏｋ ｆＬｔ ｍ ｏ－ ｈ 从所分析的尺度和方法上讲，它属于宏观断裂力 学的范畴。这种方法的缺陷是简单的力学实验条
申
虽然断裂问题在金属塑性加工中是一种常见 的现象，但是在早期的金属塑性加工数值模拟 中，却很少涉及到断裂问题的模拟。对工件断裂 的判断往往停留在强度理论上，以等效应力或等 效应变作为是否出现断裂的判据，这显然是承袭 了结构设计中的思想，实际上并不能满足加工工 艺研究的需要。于是许多学者提出了各种韧性断 裂破坏的判断方法，这些方法分为两类，第 类 称为基于实验的准则 （ｍ ｉ ａ Ｃｉｒ ） 它 Ｅ ｐｉ ｌ ｅａ 法， ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ
世纪二十年代开始由Ａ ．ｒ ｈ ．Ｇ咖ｔ发展起来的， Ａ 经
水压力作用下岩石中Ⅰ和Ⅱ型裂纹断裂准则
水压力作用下岩石中Ⅰ和Ⅱ型裂纹断裂准则高赛红;曹平;汪胜莲【摘要】In order to study damage fracture law of fissured rock masses, the hydrostatic pressure vertical to crack surface and drag force parallel to crack surface were taken into consideration, both of which are generated by water action. Stress condition of single crack under compressive-shearing stress condition and tensile-shearing stress condition were calculated respectively. And the stress intensity factor during water action was deduced. A new damage variable related to fracture toughness was presented and the new damage variable was introduced into Dugdale crack model, and the stress intensity factor of compressive-shearing crack and tensile-shearing crack were deduced respectively. Finally, fracture criterion of fractured rock mass considering water damage action was presented, under compressive-shearing stress condition and tensile-shearing stress condition respectively, based on the compressive-shearing fracture criterion and the maximum hoop stress theory.%为了研究裂隙岩体在水作用下的损伤断裂机制,考虑水产生的垂直裂纹面的静水压力和平行裂纹面的拖拽力,分析处于压剪和拉剪状态的单裂纹应力状态,推导出水作用下裂纹的应力强度因子.还定义基于断裂韧度的损伤变量,并将损伤变量引入Dugdale裂纹模型,推导出水损伤作用下压剪和拉剪应力状态下裂纹的应力强度因子.基于压剪条件下的断裂准则和最大周向应力理论,推导出压剪和拉剪应力状态下,考虑水损伤作用的裂隙岩体断裂准则.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(043)003【总页数】5页(P1087-1091)【关键词】压剪裂纹;拉剪裂纹;断裂韧度;损伤断裂;断裂准则【作者】高赛红;曹平;汪胜莲【作者单位】中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;江西理工大学应用科学学院,江西赣州,341000;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;江西理工大学应用科学学院,江西赣州,341000【正文语种】中文【中图分类】TU452裂隙岩体有别于其他工程材料，它具有很强的非均匀性、各向异性等力学特征，其在地下水作用下的变形、损伤破坏及稳定性是岩石力学领域关注的课题。
混凝土复合型裂缝最大拉应变断裂准则
图 3 给出了用拉应变理论、拉应力理论和应变能密度因子
理论求得的无限大板中心斜裂纹单向受拉时, 裂纹倾斜角 Β(Β
= a rctg (K K ) ) 与开裂角 Η0 的相关曲线, 同时标出了由试验
测得的开裂角
Η [ 2～ 0
5 ].
由图 3 可以看出, 当 K
K ≥0. 83 (Β≥
39. 6°) 时, 拉应力理论与应变能密度因子理论曲线十分接近, 与
项目
Η0 (°) K cK c
拉应力 应变能密度 拉应变 理论 因子理论 理论
- 70. 5 - 78. 46 - 65. 03
0. 87
1. 074
0. 644
文献[ 2 ] - 57. 9
0. 69
文献[ 3 ] - 62 0. 65
实测值 文献[ 4 ]
- 62 0. 78
文献[ 5 ] - 58 0. 68
第 27 卷 第 1 期 1999 年 2 月
西北农业大学学报 A cta U n iv. A g ric. Bo rea li2occiden ta lis
V o l. 27 N o. 1 Feb. 1999
混凝土复合型裂缝最大拉应变断裂准则
邓宗才1 卢云斌2 李宗利3 娄宗科3
(1 山东建筑材料工业学院, 济南 250022) (2 济南市公路局, 济南 250000) (3 西北农业大学水利与建筑工程学院, 陕西杨凌 712100)
最大拉应变理论值有一定差距。当 K K ≤1 (Β≤45°) 时, 拉应
变理论曲线较为平缓。
从实测结果的分布看, 当 Β≤70°时, 实测值与拉应变曲线吻
合较好, 线型也比较一致, 尤其是当 K K 较小时, 吻合更好。 但当 Β> 70°时, 实测值与其他两个理论曲线吻合较好, 造成这种 差异的原因, 还有待于进一步研究。
断裂韧性判据Irwin准则与coulomb准则的内在联系
断裂韧性判据Irwin准则与coulomb准则的内在联系张红亮【摘要】摘要：两种不同的准则，一个是从单一裂纹出发，一个是从宏观破坏角度出发，能够共同描述和判断岩石的破坏。
Coulomb准则本来是描述岩石剪切破坏时大量微裂纹行为共同作用的统计结果，而断裂韧性判据Irwin准则是解析地描述单一裂纹行为。
分别从断裂韧性判据Irwin准则和Coulomb准则的定义出发，理论推导了他们之间存在的内在联系，结果表明，两个准则的方法和观察角度不同，而得到的破裂角度却相同，这是具有深刻物理意义的。
【期刊名称】水运工程【年(卷),期】2009(000)011【总页数】3【关键词】断裂韧性；Coulomb准则；强度因子岩石断裂破坏的实质是岩石在受力过程中微裂纹萌生扩展直至贯通的结果，是岩石微观结构变形破坏累积的宏观反映，从细观角度，岩石内存在许多微裂隙，这些微小裂隙对岩石的破坏起着绝对作用。
Griffith指出脆性材料的破坏是由物体内部存在的裂隙所决定，由于固体内部微小裂隙的存在，在裂隙尖端存在应力集中现象，从而使裂隙扩展以致破坏。
基于此的裂纹端部稳定性判据断——裂韧性是材料抗脆断能力的一个全新的材料参量[1-3]。
断裂韧性判据Irwin准则实际上是判断单一裂纹当应力强度因子达到临界值时，裂纹开始扩展的准则。
而Coulomb准则认为岩石承载的最大剪切应力由材料的内聚力和内摩擦角确定，由于该准则简单、具体、有明确的物理背景，岩样也多是剪切破坏，所以得到了普遍应用。
同样是判断岩石的破坏，一个是从单一裂纹出发，一个是从宏观破坏角度出发，宏观破坏是否是众多裂纹破坏的宏观表现呢？断裂韧性判据与宏观破坏判据Coulomb准则之间是否存在内在的联系，本文从理论推导中寻求答案。
1 Coulomb准则Coulomb于1973年提出“摩擦”准则：岩石的破坏主要是剪切破坏，岩石的强度，即抗摩擦强度等于岩石本身抗剪切摩擦的黏结力c与剪切面上法向力产生的摩擦力分量F＝σtanφ。
梳理文献的方法
梳理文献的方法一、做标记法。
读文献的时候呀，就像寻宝一样。
手里拿支笔，看到重要的地方就画个线呀，或者写个小批注。
比如说看到一个特别新颖的观点，你就在旁边写“哇，这个想法好酷”。
要是有那种数据特别关键的，就画个小星星。
这样读完一遍文献，再回头看的时候，重点就一目了然啦。
这就好比在森林里给那些特别的树都做了记号，下次找起来超方便。
二、列大纲法。
把文献的结构弄清楚可重要啦。
你可以像写作文一样，给文献列个大纲。
先看看它开头是怎么引出主题的，可能是讲一个小故事或者提出一个问题。
然后呢，中间部分肯定是在阐述各种观点、研究成果之类的。
最后结尾有没有总结呀，或者有没有提出新的思考方向。
这样列个大纲，就像把文献拆成了一个个小零件，你能清楚地看到每个部分是干嘛的，也能更好地理解文献整体的逻辑。
三、制作表格法。
要是你研究的东西有很多不同的文献都涉及到，那做表格就很有用啦。
表头可以写上文献的名字、作者、主要观点、研究方法、创新点这些内容。
然后把每篇文献的相关信息都填进去。
这就像是给文献们做了一个小档案，对比起来特别容易。
你一眼就能看出来哪篇文献和哪篇文献在观点上相似，哪篇又有独特的研究方法。
就像给一群小伙伴做了个小名片，谁是谁一下子就清楚啦。
四、主题分类法。
把文献按照主题分类也是个很棒的办法哦。
比如说你研究的是环保方面的内容，那就可以把关于水污染治理的文献放一堆，大气污染防治的放另一堆。
这样当你想找某个特定主题相关的文献时，就不用在一堆文献里乱翻啦。
这就像把不同种类的小糖果分别放在不同的盒子里，想吃哪种就直接打开对应的盒子就好啦。
梳理文献虽然有点小麻烦，但是掌握了这些有趣的方法，就像有了魔法一样，能让你在文献的海洋里轻松畅游呢。
5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则
5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则刘康宁;郎利辉;续秋玉【摘要】In order to obtain the formation characteristics of 5A06 aluminium alloy sheets,uniaxial tensile tests were conducted under different conditions. From hot tensile and fracture tests,a modified Misiolek equation was defined that extrapolated the flow stress from the diffuse necking of the metal sheet. By using a radial basis unction (RBF)artificial neural network,a Crockroft-Latham ductile fracture threshold prediction model was also developed. An evaluation of the network compared model results with experimental data. Results show that the material flow stress is very sensitive to temperature and strain rate,and the RBF artificial neural network can predict the ductile fracture threshold with a maximum error of less than 10. 6％ .%为了获取材料在不同条件下成形性能指标,对5A06铝合金板材进行了热态单向拉伸试验,结合热态单向拉伸试验和韧性断裂试验结果,提出了一种修正Misiolek模型;利用修正模型的外插性能预测颈缩后板材流变应力,应用径向基函数神经网络算法建立了Cockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型,并对该模型进行了预测精度评估.结果表明,流变应力对温度及应变速率敏感,对比径向基函数网络模型预测误差小于10.6％.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】5页(P214-218)【关键词】铝合金;本构模型;热态;韧性断裂准则;径向基函数网络【作者】刘康宁;郎利辉;续秋玉【作者单位】北京航天发射技术研究所,北京100076;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191;航天材料及工艺研究所,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TG146.2轻质合金材料一般在常温下具有较低的塑性，成形性能较差.在热态条件下的成形性大大提高，许多板材的成形技术［1］均利用了这一特点，使复杂结构薄壁类零部件的加工制造变为可能.然而在热态条件下，这类材料力学性能参数、成形极限、断裂阈值受温度、变形速度等多种因素影响，导致材料模型复杂，同时也对轻量化合金热态条件下的韧性断裂评判标准提出了更高要求.准确建立材料在相应条件下力学模型、获取材料在不同变形条件下成形性能指标一直是板材成形过程中工艺分析及工艺优化的关键.韧性断裂是板材塑性加工过程中重要的失效类型［2］，多数钣金成形工艺均把韧性断裂作为材料成形极限的重要指标.基于韧性损伤理论的韧性断裂准则是预测板料成形极限指标的有效方法.国内外学者在理论及试验研究基础上提出了多种韧性断裂准则［3-4］，其中应用较广的有 Cockroft-Latham 准则［5］、Brozzo 准则［6］及 Oyane 准则［7］.这些准则多采用阈值控制的方法，即某处材料超过了一定阈值便认为材料发生断裂.与传统的Swift失稳理论、M-K沟槽理论相比，金属韧性断裂理论可解决具有复杂应力状态及非线性加载历史的塑性成形的断裂失效问题.同时，由于金属韧性断裂模型具有简单、参数求解方便等优点，被广泛应用于成形过程数值仿真分析［8］.5A06铝合金是具有代表性的铝镁系防锈铝合金材料［9］，因其具有较高的比强度并有良好的耐腐蚀性及焊接性，在航空航天领域应用十分广泛.该材料在常温下塑性较差，加热条件下成形性会有明显改善，其热变形行为较为复杂，对变形条件十分敏感.本文中通过热态单向拉伸试验，获取了不同温度及应变率条件下5A06铝合金板材颈缩前的应力-应变曲线，在对比Misiolek模型基础上，提出了修正Misiolek本构模型，利用热态本构模型外插性能及数值积分法确定不同温度及应变速率条件下的Cockroft-Latham韧性断裂阈值.利用径向基函数人工神经网络算法对5A06-O 板材断裂阈值预测模型进行了训练.在建立的断裂阈值预测模型及热态本构方程基础上，预测了200℃条件下宽板弯曲及热态胀形过程韧性断裂临界条件，并与试验数据进行了对比.1 试验1.1 热态单向拉伸试验试验选择厚度为1.5 mm的5A06-O铝合金板材，其化学成分见表1，表中:wB为质量分数.采用长春试验机研究所CCS-88000电子万能试验机，根据GB/T 4338—2006《金属材料高温拉伸试验方法》，在不同温度(150、200、250、300 ℃)、不同应变率(0.055 00、0.005 50、0.000 55 s－1)条件下进行试件的热态单向拉伸试验.通过对单向拉伸试件印制网格，获取单向拉伸状态下板材破裂处极限应变数据，利用该数据确定断裂阈值.表1 5A06-O铝合金板材化学成分Tab.1 Chemical composition of the 5A06 alloy元素 Mg Si Fe Cu Mn Zn Ti Al wB/% 5.9 0.4 0.4 0.1 0.7 0.20.06 其余单拉试验环境箱采用封闭式整体对流加热，获取共计12组数据，试样在拉伸前保温10 min，计算得到颈缩前应力-塑性应变曲线如图1所示，图中: ε为材料应变率.图1 5A06铝合金板材流动应力-塑性应变曲线Fig.1 Flow stress vs.plastic strain of the 5A06 alloy sheet由图1可以看出，在相同温度条件下，5A06铝合金板材的流变应力随着应变率的增加而增大;低于250℃后，材料变形主要以加工硬化为主，应力-塑性应变曲线近似为幂函数型，随着温度的升高(高于250℃)，金属原子热运动加剧，动态回复(再结晶)效应愈加明显，此时软化机制占主导，使材料变形曲线呈现加工软化特点.另外，动态回复(再结晶)过程进行需要一定时间，较低的应变速率可使软化现象更加显著.1.2 热态宽板弯曲及胀形试验本文进行了200℃不同变形速率条件下宽板弯曲试验与胀形试验，其中，宽板弯曲试样长100 mm，两端夹持段宽度50 mm，中间平行段宽度39 mm，平行段与两端过度圆角24 mm;胀形试验内凹模直径100 mm.试验前，通过电化学腐蚀法在试样表面印制直径为2.5 mm网格阵列，以测量破裂时应变.宽板弯曲试验及胀形试验分别在BSC-50AR板材成形试验机及YRJ-50板材充液热胀形-拉深试验机上进行.2 修正Misiolek本构模型金属热态本构关系反映了材料流变应力特征，是材料在热态条件下的重要力学性能，描述了应力随着应变率、温度及变形程度的变化，在制定合理热加工工艺、金属塑性变形理论研究及有限元仿真计算中均起着重要作用［10］.在热态变形过程中，5A06铝合金等轻量化合金材料加工硬化、动态回复软化机制相互作用，使流变应力曲线呈现出对温度及应变率的敏感性，增加了预测难度.国内外研究学者对热环境下材料流动应力的研究多基于Arrhenius形式，热激活流动模型或其修正形式［11-13］，适用于预测具有饱和应力特征的金属高温流变应力，对于温热条件下如铝合金等轻质合金材料的预测效果并不理想.单拉试验可以较为精确地获取颈缩前的板材应力-应变曲线，板材成形过程一般具有较大的变形量，当计算仿真分析过程中，板材变形程度超过单向拉伸试验中最大均匀变形量时，模拟结果会出现误差.本文通过建立适用于5A06铝合金温热状态本构模型，利用单拉试验中获取不同条件下的流变应力曲线确定模型参数，采用本构模型外插计算方法预测颈缩后材料力学性能的变化规律.对比国内外学者提出的本构模型［14-15］，本文选择以Misiolek模型［16］为基础，构造该模型修正形式，以反映温度及应变率对材料流变应力的影响规律.修正Misiolek本构模型如式(1)、(2).式中:(ε0+p)n( ε，T)为幂函数强化项;em( ε，T)p为软化因子;其余物理量含义见文献［16］.假定Misiolek模型各参量C、n、m分别与ξ及η呈抛物线关系.对C、n、m值进行非线性高次函数拟合，得到的修正Misiolek本构模型及模型参数如式(3)、(4)，式中:M、N、P分别为不同参数的修正系数.修正Misiolek本构模型计算应力与试验数据对比如图1所示.由图1可以发现，修正Misiolek本构模型预测结果与试验应力-应变曲线较为吻合.3 韧性断裂阈值确定采用阈值控制方法确定金属韧性断裂准则，可用于预测非线性加载塑性变形过程断裂失效问题.Crockroft-Latham断裂准则是目前应用较广的韧性断裂准则［17］.该准则认为，在不同温度、变形速率条件下，塑性变形最大拉应力是导致材料破坏的主要因素，单位体积拉应力功达到某一临界值时材料便发生断裂.Crockroft-Latham断裂准则所需待定变量较少，参数获取简单，预测精度较高，适用于轻质合金板材热态成形过程断裂性能预测.Crockroft-Latham断裂准则为式中:I为临界断裂应变能;珔εf为断裂发生处的等效应变;σmax为最大拉应力;珔ε为某一时刻的等效塑性应变.本文建立的5A06铝合金热态韧性断裂准则忽略了板材各向异性影响，屈服函数选用各项同性Von-Mises屈服模型及相应等效应变计算公式，利用提出的修正Misiolek本构模型外插延伸性，建立板材颈缩后流变应力曲线，并利用数值积分算法，将式(5)进行梯形积分离散化处理，得利用读数显微镜测取热态单向拉伸试验破裂点周围极限应变数据，将其作为断裂发生处的等效应变珔εf值，将式(3)～(4)代入式(6)，得到5A06铝合金不同条件下Cockroft-Latham韧性断裂阈值，如表2所示.由表2可知，5A06铝合金韧性断裂阈值随温度的升高而逐渐降低，与该铝合金材料变形抗力随着温度的变化趋势一致;在低于250℃条件下，断裂阈值随着变形速度的降低而增大，这是因为变形速度越低，材料回复过程越充分，金属晶体缺陷消除程度增大，得到更大的变形量;300℃条件下该趋势与之相反，本文认为与材料在300℃条件下流变应力对变形速度敏感程度较大及应力值较低有关.表2 不同条件下5A06铝合金Crockroft-Latham韧性断裂阈值Tab.2 Crockroft-Latham fracture threshold of the 5A06 Al alloy under variousconditions MPa应变速率/s－1 温度/℃150 200 250 300 0.055 00 76.535 73.423 65.652 65.105 0.005 50 91.979 80.172 71.438 58.668 0.000 55 115.048 90.071 73.938 51.417径向基函数(RBF，radial basis function)神经网络是一种前馈型人工神经网络［18-19］，基本思想是利用对中心点径向对称的非负非线性函数作为隐含层单元的“基函数”构成隐含层空间，将输入矢量映射到隐空间，以任意精度全局逼近一个非线性函数.文中利用径向基函数网络算法对5A06板材断裂阈值与变形条件关系模型网络进行了训练，建立的断裂阈值预测模型及热态本构方程，在此基础上预测200℃时，宽板弯曲及热态胀形过程韧性断裂临界条件，并与试验结果对比.典型径向基函数(RBF)神经网络通常具有3层网络结构［20］，包括输入层、隐含层、输出层.RBF网络中常用的径向基函数为高斯函数，其激活函数如式(7)所示.用式(7)实现了输入矢量到隐函数空间的非负非线性映射.式中:xp－ci为欧氏范数;ci为隐含层节点中心;xp=(x1p，x2p，…，xNp)为第 p个N 维输入样本;γ 为隐含层节点归一化参数.基于径向基函数网络，由式(8)确定从隐含层空间到输出层空间的线性变换.式中:wij为隐含层到输出层的连接权值;h为隐含层的节点数;yj为与xp对应的第j个输出节点值.编写RBF神经网络模型训练程序，输入表2中的5A06铝合金不同变形条件下韧性断裂阈值，添加必要中间插值节点并归一化后，建立了该材料在150～300 ℃，应变速率在0.055 ～0.000 55 s－1间的Crockroft-Latham断裂阈值预测模型，经过27次迭代训练得到最终训练均方误差，均方误差小于1×10－6.4 试验对比分析利用建立的径向基函数神经网络，结合修正Misiolek本构模型，计算200℃时的不同变形速率、不同变形路径下Crockroft-Latham韧性断裂阈值，结果如图2所示.由图2可知，利用径向基函数网络得到的预测值与试验值较为吻合，其最大误差为10.63%，表明文中建立的韧性断裂准则预测模型能较好地预测5A06铝合金板材不同变形条件下的断裂阈值.图2 预测结果与试验结果对比Fig.2 Comparison between predicted and test results5 结论(1)通过5A06铝合金板材热态下单向拉伸试验发现，该材料应力曲线具有显著的温度敏感性及应变率敏感性特点，在250℃以上时，曲线出现软化趋势.(2)基于单向拉伸试验数据，提出了一种修正Misiolek本构模型，该模型可反映不同温度及应变速率影响下的5A06铝合金板材流变应力特征，模型预测结果与试验曲线较为吻合.(3)利用径向基函数神经网络算法，结合修正Misiolek本构模型，本文建立了5A06板材热态Crockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型，结合热态胀形试验及宽板弯曲试验对该神经网络模型实用性进行了验证，对比结果发现，模型预测误差在10.63%内.参考文献:【相关文献】［1］ LANG Lihui，LIU Kangning，CAI Gaoshen，et al.A criticalreview on specialforming processes and associated research for lightweight components based on sheet and tube materials［J］.Manufacturing Review，2014，1(9):1-20.［2］杨锋平，罗金恒，张华，等.金属延性断裂准则精度的评价［J］.塑性工程学报，2011，18(2):103-106.YANG Fengping，LUO Jinheng，ZHANG Hua，et al.Evaluation of ductile fracture criterions［J］.Journal of Plasticity Engineering，2011，18(2):103-106.［3］虞松，陈军，阮雪榆.韧性断裂准则的试验与理论研究［J］.中国机械工程，2006，17(19):2049-2052.YU Song Y，CHEN Jun，RUAN Xueyu.Experimental and theoretical research on ductile fracture criterion［J］.China Mechanical Engineering，2006，17(19):2049-2052.［4］余心宏，翟妮芝，翟江波.应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图［J］.锻压技术，2007，32(5):44-47.YU Xinhong，ZHAI Nizhi，ZHAI Jiangbo.Prediction of sheet metal forming limit diagram by applying ductile fracture criterion［J］.Forging and Stamping Technology，2007，32(5):44-47［5］ COCKCROFT M G，LATHAM D J.Ductility and the workability of metals［J］.Journal Institute of Metals，1968，96(1):33-39.［6］ BROZZO P，DELUKA B，RENDINA R.A new method for the prediction of formability in metal sheets［C］∥Proceedings of the Seventh Biennial Conference on Sheet Metal Forming and Formability.［S.l.］:International Deep Drawing Research Group，1972:18-26. ［7］ OYANE M，SATO T，OKIMOTO K，et al.Criteria for ductile fracture and their applications［J］.Journal of Mechanical Working Technology，1980，4(1):65-81.［8］叶拓，王冠，姚再起，等.汽车用6xxx系铝合金薄壁件的韧性断裂行为［J］.中国有色金属学报，2014，24(4):878-887.YE Tuo，WANG Guan，YAO Zaiqi，et al.Ductile fracture behavior of 6xxx aluminum alloy thin-walled components of automobile［J］.The Chinese Journal of Nonferrous Metals，2014，24(4):878.［9］张红霞，吴广贺，闫志峰，等.5A06铝合金及其焊接接头的疲劳断裂行为［J］.中国有色金属学报，2013，23(2):327-335.ZHANG Hongxia，WU 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断裂研究文献综述
第一章油区构造分析的主要内容石油和天然气的生成、运移和聚集与地质构造有着密切的关系。
在油区，构造活动通过对沉积环境的控制能够导致烃源岩的形成，构造沉降作用造成烃源岩在埋藏条件下产生石油和天然气，岩层和断裂为袖气的运移提供了通道和路径，构造应力是油气运移的重要动力，构造圈闭为油气的聚集提供了场所和条件，构造作用伴随着袖气藏形成的全过程，在石油和天然气的勘探和开发过程中，地质构造是必须首先考虑的问题。
为了服务于石抽和天然气的勘探和开发，油区构造分析应主要包括如下五个方面的内容。
1、含油气盆地随着石油勘探的发展，含油气盆地的概念自本世纪五十年代被提出后不断完善和发展。
含袖气盆地是指在一个相当长的地质时期内，在一种构造成因的不规则平面上，由沉积物沉降堆积所形成的并在其以后地质历史中有油气生成和聚集过程的实体（信荃麟等，1993）。
从盆地尺度上讲，含油气盆地主要的构造研究内容包括盆地的关型、形成环境和成因机制。
六十年代及以前，盆地构造研究的理论基础是地槽—地台说，六十年代晚期以后。
板块构造理论被应用到盆地构造研究中，并不断深化。
在我国，六十年代和七十年代地质力学观点被广泛应用在盆地构造研究中。
盆地类型反映着盆地形成的大地构造环境和地球动力学条件，不同类型的盆地常有不同的油气成藏过程和含油气远景。
盆地的形成主要受地球动力学环境控制，软流圈和岩石圈板块的变化和活动决定着盆地的性质和空间位置。
另外，负荷作用、岩浆岩塌陷、非均衡作用等也可造成地表下陷形成沉积盆地。
2、油区构造样式油区构造样式是指含油气地区具有相同或相近成因和形态特征的地质构造组合，它们在类似的变形条件下将会重复出现。
在油气勘探中，构造样式研究是为了预测油气圈闭类型，同时为解释地震资料提供合理的地质模型。
构造样式分析所要考虑的问题主要包括几何学、运动学、动力学和时间这四个因素有一定联系。
几何学分析是通过地表观察及地震剖面解释来获得三维构造几何特征，将各种变形组合的应变场与应力场结合起来。
复合材料分层破坏混合断裂准则
式中
Ｅ 为 材 料 在 方 向上 的 弹性 模 量 ， Ｇ 任何 一 个含 有裂 纹 的 梁试 件 ， 论 它的裂 无
和 以 下 部分 的 轴 力 ； ， 分 别 是 梁 横 截 面 上 Ｑ Ｑ 裂 纹以 上和 以下 部 分 的剪力 ； ， 分别 是 梁 Ｍ Ｍ
横 截面 上 裂纹 以上 和 以下 部分 的 弯矩 ； 是 梁 Ｍ
图 ４ 混合型 弯曲断裂实验
两部 分 分 别 是 Ｉ 和 Ｉ型 裂 纹 的能 量释 放 率 型
Ｇ ： Ｇ． 且 和 ，
６ （ １＋ ＾ ）
ｒ１
一 ３ Ｐ ｒ ，
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Ｍ ａ ． Ｏ０ ｒ２ ２
２ ０ 年 ３月 ０２
复合 材 料分 层 破 坏混 合断 裂准 则
许 月梅 景 掌 业
（ 北京石油化工学院机械工程系 ， 北京 １ ２ ０ ） （ ０ ６ ０ 陆军导弹学院 基础 部 ， 廊坊 ０ ５０ ） ６ ００
摘
要
有些复合材 料经常发生分层 破坏 ， 复合 材料 纤维的“ 层” 分 通常保 持在 同一平面 内的延伸
Ｇ＝ Ｇ ＋ Ｇ ，
根 据 能量 释放 率 Ｇ 的定 义 和 梁 的理 论 ， Ｇ
可 以通过 裂纹 前后 的力 和力矩来 表示 ０ ： ］ 。 １ ｒ ２ ． ２ １ ］ ． １ １幡 ２
一
一
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十可Leabharlann 一 瓦 十 Ｊ 其 中 ， 和 Ｇ １分 别是 Ｉ 和 Ｉ型 裂 纹 的 能 ＧＩ 型
钢结构防动载断裂设计准则及Hopkinson压杆的设计的开题报告
钢结构防动载断裂设计准则及Hopkinson压杆的设计的开题报告一、研究背景及意义随着现代工业和交通事业的飞速发展，对建筑和结构的要求越来越高。
传统的钢筋混凝土结构已经不再满足当前建筑和结构工程的需要，钢结构由于其高强度、刚度、可塑性和施工方便等优点，成为了现代化建筑和结构工程的主流。
然而，钢结构在遭受动载荷作用时，容易发生失稳和断裂等问题，这严重影响了钢结构的安全性和可靠性。
因此，如何在设计和施工阶段有效地预防和控制钢结构的动载荷断裂事故，成为目前研究的热点和难点。
二、研究主要内容本文主要研究钢结构防动载断裂的设计准则和Hopkinson压杆的设计。
首先对国内外现有的相关标准和规范进行研究和总结，分析其优点和不足之处。
然后针对钢结构在动载荷作用下易发生的失稳和断裂问题，研究其机理和特点，提出防断裂设计的主要措施和方法。
最后，利用Hopkinson压杆作为实验手段，探究钢结构在动载荷作用下的动态响应和断裂行为，进一步验证防断裂设计的可行性和有效性。
三、研究进度计划1.研究文献，总结国内外现有的钢结构防动载断裂设计准则和Hopkinson压杆的最新研究进展，制定研究计划和方法。
（完成时间：一个月）2.进行试验和分析，利用Hopkinson压杆对钢结构进行动态响应和断裂行为的实验研究。
（完成时间：三个月）3.根据实验结果，分析传统设计方法的不足之处，提出防断裂设计的主要措施和方法，并进行模型分析和数值模拟。
（完成时间：一个月）4.撰写论文并进行论文答辩。
（完成时间：一个月）四、研究预期成果1.总结国内外现有的钢结构防动载断裂设计准则和Hopkinson压杆的最新研究进展，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
2.提出防断裂设计的主要措施和方法，对钢结构的安全性和可靠性进行有效的控制和预防。
3.通过Hopkinson压杆的试验研究和数值模拟，深入探究钢结构在动载荷作用下的动态响应和断裂行为，为钢结构的设计和施工提供科学的理论依据。
岩石的断裂准则概述
断裂力学部分岩石的断裂准则及其应用传统的力学方法通常假定材料是连续的，不存在任何缺陷或裂纹。
一般的做法是，根据结构的实际受力情况，计算出其中最危险区域的应力，乘以安全系数，若其小于屈服强度或极限强度，这认为该结构是安全的，反之则是不安全的。
但是在实际结构中许多脆性材料，包括岩石，混凝土、陶瓷、玻璃等，其构件在远低于屈服应力的条件下发生断裂，即所谓的“低应力脆断”。
研究表明，这种脆性破坏是由于宏观缺陷或裂纹的失稳扩展而引起的，由对这些内容的研究形成断裂力学。
目前研究裂纹的扩展有两种不同的观点：一种是从能量分析出发，认为物体在裂纹扩展中所能够释放出来的弹性能，必须与产生新的断裂面所消耗的能量相等。
另一种是应力强度的观点，认为裂纹扩展的临界状态，是由裂纹前缘的应力场的强度达到临界值来表征的。
这两种观点有着密切的联系，但并不总是等效的。
1基于能量分析的断裂理论1.1格里菲斯（Griffith ）断裂理论脆性材料的实际断裂强度要比理论计算的断裂强度低得多，为了解释产生这种现象的原因，早在19世纪20年代Griffith 就运用能量平衡原理对吹响材料作断裂强度分析，认为固体的破坏是裂纹扩展的结果。
固体材料内部存在大量形状、大小、方向各不相同的裂纹，当收到外力作用时在裂纹的边缘部位会产生应力集中现象，当其中任何一点的应力达到材料的临界值，裂纹就开始扩展。
裂纹扩展的临界条件是裂纹扩展时所需要的表面力正好等于由裂纹扩展时系统释放的弹性应变能，即得著名的Griffith 裂纹失稳的临界条件：aEr c πσ2= (1) 其中a 为裂纹半长，c σ裂纹扩展的临界应力，r 为单位面积的表面能。
对于三维裂纹，如以a 为半径的钱币型裂纹，亦可用同样的方法求的断裂强度c σ与a 的关系式：()212νπσ-=s c r E a (2)利用公式（2），Griffith 很好的解释了材料的实际断裂迁都远低于其理论强度的原因，定量说明了裂纹尺寸对断裂强度的影响。
有限元分析方法和材料断裂准则
一、有限元模拟方法金属切削数值模拟常用到两种方法，欧拉方法和拉格朗日方法。
欧拉方法适合在一个可以控制的体积内描述流体变形，这种方法的有限元网格描述的是空间域的，覆盖了可以控制的体积。
在金属切削过程中，切屑形状的形成过程不是固定的，采用欧拉方法要不断的调整网格来修改边界条件，因此用欧拉方法进行动态的切削过程模拟比较困难。
欧拉方法适用于切削过程的稳态分析（即“Euler方法的模拟是在切削达到稳定状态后进行的”[2]），仿真分析之前要通过实验的方法给定切屑的几何形状和剪切角[1]。
而拉格朗日方法是描述固体的方法，有限元网格由材料单元组成，这些网格依附在材料上并且准确的描述了分析物体的几何形状，它们随着加工过程的变化而变化。
这种方法在描述材料的无约束流动时是很方便的，有限元网格精确的描述了材料的变形情况。
实际金属切削加工仿真中广泛采用的拉格朗日方法，它可以模拟从初始切削一直到稳态的过程，能够预测切屑的形状和工件的残余应力等参数[2]。
但是用这种方法预定义分离准则和切屑分离线来实现切屑和工件的分离，当物质发生大变形时常常使网格纠缠，轻则严重影响了单元近似精度，重则使计算中止或者引起严重的局部变形[1]。
为了克服欧拉描述和拉格朗日描述各自的缺点，Noh和Hirt在研究有限差分法时提出了ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)描述，后来又被Hughes，liu和Belytschko等人引入到有限元中来。
其基本思想是:计算网格不再固定，也不依附于流体质点，而是可以相对于坐标系做任意运动。
由于这种描述既包含Lagrange的观点，可应用于带自由液面的流动，也包括了Euler观点，克服了纯Lagrange方法常见的网格畸变不如意之处。
自20世纪80年代中期以来，ALE描述己被广泛用来研究带自由液面的流体晃动问题、固体材料的大变形问题、流固祸合问题等等。
金属的高速切削过程是一个大变形、高应变率的热力祸合过程，正适合采用ALE方法。
基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究
基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究
孔婕;邓璐璐;刘亿;闵峻英
【期刊名称】《精密成形工程》
【年(卷),期】2022(14)4
【摘要】目的研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。
方法通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。
利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。
设计了7种涵盖成形及碰撞过程中应力状态的断裂极限测试试样,采用数字图像相关技术(DIC)记录了试样在变形过程中的全场应变。
利用实验-有限元反求方法标定了6016铝合金的GISSMO断裂准则的参数,并用帽形件三点弯曲实验验证了模型的合理性。
结果相比于传统断裂成形极限图的预测结果,基于GISSMO断裂准则的仿真结果与实验具有更好的一致性。
结论所建立的GISSMO模型可以用于预测6016铝合金在复杂应力状态下的断裂行为。
【总页数】10页(P1-10)
【作者】孔婕;邓璐璐;刘亿;闵峻英
【作者单位】同济大学机械与能源工程学院;泛亚汽车技术中心有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
【相关文献】
1.金属材料的断裂准则及断裂行为数值模拟
2.Lode相关断裂准则在6061-
T6511H铝合金Taylor杆断裂预报中的应用3.韧性断裂机理的理论探讨与基于铝合金薄板韧性断裂准则的修正4.基于DEFORM-3D软件模拟7075铝合金切削力及其断裂准则的选择5.基于热成形-淬火一体化工艺的7075-T4铝合金板材的高温流变及断裂行为研究
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文献整理方法
文献整理方法文献整理方法是一项非常重要的工作，不仅对于学术研究有着至关重要的意义，同时在日常生活中也具有很高的实用性。
下面将为大家详细介绍如何完成文献整理。
第一步：收集相关文献首先，需要在图书馆或者在线数据库中收集与研究主题相关的文献，包括书籍、论文、期刊文章等等。
当然，在搜寻这些文献的过程中，最好能够结合具体情况，选择合适的检索词，以免浪费时间与精力。
此外，在选择文献时，还要注意文献的质量和相关性，优先选择能够与自己研究方向相较契合的文献。
第二步：筛选文献在收集到一大批文献之后，需要对它们进行分类和筛选。
首先，可以根据文献的类型和管理方式，将文献进行分类。
其次，可以将符合要求的文献筛选出来，用于后续的研究与整理。
第三步：阅读文献在筛选出需要的文献之后，需要对它们进行认真阅读。
这个过程需要注意以下几点：首先，需要认真理解文献的主要内容，抓住文献的重点。
其次，需要注意文献的排版和格式，以便后续的引用和整理。
最后，需要根据研究目的，对文献进行标注和注释，便于日后查找和使用。
第四步：整理文献在阅读文献后，需要对文献进行整理。
具体而言，需要将文献按照不同的标准进行编目整理，如文献来源、出版地、出版时间、作者和分类号等。
此外，还需要将文献进行分类，以方便日后的查找和使用。
整理好的文献，可以使用word文档进行存储和管理。
第五步：引用文献在编写学术论文或者其他文献时，需要引用之前整理的文献。
引用时，需要根据不同的引文格式进行引用，比如APA、MLA等，以避免由于引文格式不统一造成的问题。
总之，文献整理是一个繁琐而重要的过程，需要认真对待。
通过以上步骤，希望可以帮助大家更好地完成文献整理工作，提升学术研究的水平和效率。
第三章 断裂准则
第三章 裂纹的断裂准则裂纹的断裂准则:带裂纹的构件发生断裂的临界条件.§3.1 单一型裂纹的断裂准则一、阻力曲线法(以平面应力为例说明)裂纹扩展的动力和阻力 1.裂纹扩展的推动力221K G Y a E E σ==''ⅠⅠ Y与试件的类型有关.2()()1E E Eμ⎧⎪'=⎨⎪-⎩平面应力平面应变当0σσ=时,G Ⅰ是a 的函数.如图所示:3a 为失稳扩展的临界长度.2.裂纹扩展阻力:裂纹扩展单位长度所需要消耗的能量-R (单位壁厚1B =).裂纹扩展 221K R G a YE E σ===ⅠⅠ测定i a (扩展时裂纹长度),i σ(此时的外载荷)⇒计算R ⇒R a -阻力曲线. 3.临界条件(平面应力条件下)只有3A 点是失稳的扩展条件.(注意失稳扩展为不需要外界补充能量而自动扩展).⇒裂纹失稳扩展的临界条件为推动力曲线与阻力曲线相切,即:G R=G R aa∂∂≥∂∂通过图形⇒G ⅠC 及失稳扩展的临界长度.0123aG Ⅰ二、能量判据=G GⅠⅠC 三、应力强度因子判据=K KⅠⅠC：材料的力学性能，由实验测定。
其中KⅠC§3.2 最大周向正应力理论m ax ()θσ判据.一.复合型裂纹断裂判据需要解决的问题1.裂纹沿什么方向扩展⇒确定开裂角;2.裂纹在什么条件下开始扩展⇒确定临界条件 二、 m ax ()θσ判据1.假定:裂纹初始扩展沿着周向正应力θσ为最大的方向.当这个方向上的周向正应力的最大值m ax ()θσ达到临界时,裂纹开始扩展. 2.举例:Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹.[(1cos )3sin ]2K K θθσθθ=+-ⅠⅡ(3cos )cos(3cos 1)sin]22r K K θθσθθ=++-ⅠⅡ[sin (3cos 1)]2r K K θθτθθ=+-ⅠⅡ因0r =,各项均趋于无穷大. 取0r r =(微小值)圆周上个点的θσ0r r θθσθ=∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭ 220θσθ∂<∂ 000cos[sin (3cos 1)]02K K θθθ⇒+-=ⅠⅡθπ=±无实际意义00sin (3cos 1)0K K θθ⇒+-=ⅠⅡ0arccos9KK θ⇒=+ⅠⅡ开裂条件: 0m ax 001()[(1cos )3sin ]2cK K θθθσθθσ=+-=ⅠⅡc θσ:由Ⅰ型裂纹的断裂韧性来确定.即00,,0K K K θ===ⅠⅠc Ⅱ.(Ⅰ型裂纹由原裂纹面扩展)⇒临界失稳条件: 0001cos[(1cos )3sin ]22K K K θθθ+-=ⅠⅡⅠc3.几种特殊情况a.Ⅰ型, 00,0,K K K θ===ⅡⅠⅠcb.Ⅱ型, 000,(3cos 1)070.5K K K τθθ==-=⇒=± ⅠⅡⅡ 实验证明:如图所示剪应力方向,070.5θ=- 如图所示剪应力方向相反, 070.5θ= 0.87K K =ⅡⅠcc.中心斜裂纹的单向拉伸.分解σ:沿裂纹面:1cos sin τσββ=⋅τ垂直裂纹面:21sin σσβ=2,cos K K σβσββ⇒==ⅠⅡ13cos tan sin θβθ-⇒=给定0βθ⇒ 由0001cos[(1cos )3sin ]22K K K θθθ+-=ⅠⅡⅠc ,确定临界应力cσ.§3.3 能量释放率理论G判据,由帕立.尼斯威米(K.Palaniswamy)提出. 假设:(1).裂纹沿产生最大能量释放率的方向扩展.(2).当在上述确定的方向上,能量释放率达到临界值时,裂纹开始扩展.纽斯曼(Nuismer)利用连续性假设研究了能量释放率与最大周向正应力之间的关系.假设:沿0θθ=方向产生支裂纹,长度为a .平面应变下,裂纹沿本身平面扩展时的能量释放率为:22201()G K K Eμ-=+ⅠⅡ (沿裂纹方向扩展)支裂纹的能量释放率为:22201()G K K Eμ-=+ⅠⅡ谈论的问题:令0a →.假设支裂纹尖端的应力场趋近于扩展开始的原有裂纹尖端应力场.00lim |y a θθθσσ=→=00lim |xy a θθθττ=→=limr K →=Ⅰlim r K →=Ⅱ[(1cos )3sin ]2K K θθσθθ=+-ⅠⅡ--(1)[sin (3cos 1)]2r K K θθτθθ=+-ⅠⅡ --(2)⇒00001lim cos [(1cos )3sin ]22a K K K K θθσθθ→===+-Ⅰ0ⅠⅠⅡ--(3) 00001lim cos[sin (3cos 1)]22r r K K K K θθτθθ→===+-Ⅱ0ⅡⅠⅡ--(4)⇒支裂纹沿0θθ=方向开始从原有裂纹扩展时的能量释放率：22201()G K K Eθμ-=+Ⅰ0Ⅱ0 --(5)⇒决定因素⎧⎨⎩裂纹开始前的应力状态支裂纹所走的路径⇒2000021()0K G K K K E θμθθθ∂∂∂-=+=∂∂∂Ⅰ0Ⅱ0Ⅰ0Ⅱ0（）结合(1),(2),(3),(4)⇒ 0()|0r r θθθθθθστστθθ=∂∂+=∂∂又由(1)式,32r θθστθ∂=-∂⇒03[()]02r r θθθθθττσθ=∂-=∂0r θτ⇒=和302r θθτσθ∂-=∂分析:03(|0cossin0arctan)2222r K K K K θθθθτθθθσθ=∂-=⇒-=⇒=∂ⅠⅠⅡⅡ⇒代入(3),(4),(5)042221()K G EKK θμ-=+ⅡⅠⅡ又22201()G K K Eμ-=+ⅠⅡ (0G 表示沿原始方向扩展)⇒00G G θ>⇒根不是解.⇒起始裂纹方向取于:002||03θθθθθθστθ==∂-==∂⇒周向应力取平稳值的方向与能量释放率取平稳值的方向又当0001|0cos[sin (3cos 1)]022r K K K θθθθτθθ==⇒=+-=Ⅱ0ⅠⅡ00122222011lim[(2)]r G K r EEθθμμπσ→--⇒==Ⅰ0⇒周向应力绝对值最大的方向是能量释放率最大的方向。
扭转载荷下环形缺口圆轴的统一模型及断裂准则
（ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｆＤｉｉａ ａ ｕ ａｔ ｒｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｐｉａ ｉ ， Ｔｈ ｉ ｓｒ ｆＥｄ ｃ ｔｏ Ｋｅ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｇｔ ｌＭ ｎ ｆｃ ｕ ｉｇ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｃ ｏｎ ｅ Ｍ ｎｉｔｙ ｏ ｕ ａ ｉｎ， Ｌ ｒ ｏｕ Ｕｎｉ． ｏ ｃ ， Ｌ ｎ ｈ ｕ ａｍｈ ｖ ｆＴｅ ｋ ａｚｏ
第３卷 第 １ ６ 期 ２１ ０ ０年 ２月
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Ｖｏ ． ６ Ｉ ３ Ｎｏ １ ． Ｆｅ ． ０ ０ ｂ ２ １
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｈ ｕＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＬａ ｚ ｏ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅｈ ｏｏ ｙ
文章 编 号 ：１ ７—ｌ６ ２ １） ｌ０ ３－ ３ ６ ３５ ９ （Ｏ Ｏ Ｏ 一０ ７ ０
ｆ （ ／ ） Ｔｈ ｅｕｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ｌ ｏ ｈ ｐ ｎｎ ｎ ｌ ，ｎ ｔｈ ｒｄｕ ，ａ ｄｎ ｔｈ ｄ ｐｈ ｈ ｄａｃｒａｎ ａ ｂ ． ｅ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔａ ｌ ｆ ｅｏ ｅ ｉｇａ ｇｅ口 ｏｃ ａ ｉｓ ｎ ｏｃ ｅ ｔ ａ ｅｔｉ ｒ ａ ｔ
７０ ５ ３ ０ ０，Ｃｈｉａ ｎ）
Ａｂ ｔａ ｔ ａ ｉｇｎ ｔｈ ｔ ａ ｉｓＤ ｅ ｔ ，ｏ ｅ ｉｇ ａ ｇｅａ ｎ ｅ ｍｅｒ ｉ ／ ｆａ ｎ ｕａｌ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｋｎ ｏｃ ｉ ｒｄｕ ，ｄ ｐｈ ｈ ｐ ｎｎ ｎ ｌ ，ａ ｄｇ ｏ ｔｉ ｓ ｅａ ｂｏ ｎ ａ ｎ ｌｒ ｐ ｌ ｃ ｚ ｙ
立各种缺 口的统一模 型． 出扭转载荷下环形缺 口的应力集 中系数和 环形裂纹 的应 力强度 因子． 有限元计算 得 给 用
木材横纹理断裂及强度准则
第!"卷第#期$%%!年#月林业科学&’()*+(,&(-.,)&(*(’,)./01!"，*/1#2345，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$%%!木材横纹理断裂及强度准则邵卓平（安徽农业大学合肥$!%%!6）任海青江泽慧（中国林业科学研究院木材工业研究所北京#%%%"#）摘要：以杉木为研究对象从宏观和微观上研究了木材横纹断裂的性质，并阐述了木材的强韧机理。
研究表明：木材横纹(型裂纹扩展方式是先沿纤维开裂伸展，然后再沿横截面作韧性断裂，其扩展过程分线性、稳定和非稳定!个阶段；顺纹启裂时的断裂韧性与试件尺寸无关，是木材的固有属性；木材因其多胞及纤维增强的多层胞壁结构，而具有很强的抗横断韧性，不会因裂尖应力奇异性而发生低工作应力破坏，故在对含横纹理裂纹的木构件作安全设计时，建议仍采用传统的强度准则，考虑净尺寸上的常规强度即可。
关键词：木材横纹断裂，断裂韧性，强韧机理，强度准则收稿日期：$%%$7%87#%。
基金项目：国家九五攀登专题“人工林木材断裂性质研究”的部分内容。
!"#$%&"’(’"(’)*+$&,#"%-."#+)-!/--*#)*0%"’).%1$"+%’"+-)&93/:9;/<=4>（!"#$%!&’%($)*$’+),"%-.’/%*01.2.%$!%%!6）?@4A3=B=4>2=34>:@9;=（3./.+’(#4"/*%*$*.5265574"7$/*’0，8!9:.%;%"&#%%%"#）#2345674：+9@C93D3CE@D=FE=CF /G ED34FH@DF@GD3CE;D@/G ’9=4@F@I=D GD/J J3CD/34K J=CD/C/FJ=C ，34K E9@J@C934=FJ /G FED/4>E/;>94@FF /G L//K L3F FE;K=@K =4E9=F <3<@D5+9@D@F;0EF 3D@：+9@F<D@3K J344@D /G ED34FH@DF@CD3CM =F E93E CD3CM CD3N@F E9D/;>9E9@>D3=4G=DFE0O ，34K E9@4D;<E;D@E/;>90O 30/4>E9@CD/FF F@CE=/45+9@F<D@3K <D/C@FF /G CD3CM =F K=H=K@K =4E/E9D@@FE@<F ：0=4@3D=EO ，FE3P=0=N3E=/434K 4/4QFE3P=0=N3E=/45+9@CD3N=4>E/;>94@FF =F =4K@<@4K@4E /G F3J<0@K=J@4F=/4F ，G/D =E =F 34=49@D@4E <D/<@DEO /G L//K5R@C3;F@/G J/D@C@0034K J/D@03O@D L=E9G=PD@QD@=4G/DC@K FED;CE;D@，L//K 93H@3>//K E/;>94@FF G/D ED34FH@DF@GD3CE;D@5&/=4E9@0/L L/DM=4>FED@FF C/4K=E=/4，=E C/;0K 4/E P@PD/M@4PO E9@FED@FF F=4>;03D=EO GD/J E9@</=4E /G E9@CD3CM5’/4F=K@D@K /G E9=F ，L9@4J3M=4>F3G@EO K@F=>4F /G E9@L//K C/J</4@4EF ，ED3K=E=/430FED@4>E9CD=E@D=/4C/;0K FE=00P@3K/<E@K 34K =E =F @4/;>9E/C30C;03E@E9@>@4@D30FED@4>E9/G D@J3=4@K K=J@4F=/4589:;<5=3：+D34FH@DF@GD3CE;D@/G L//K ，ID3CE;D@E/;>94@FF ，S@C934=FJ /G FED/4>E/;>94@FF ，&ED@4>E9CD=E@D=/4从承受载荷的总体性能而言，气干木材可以近似看作是正交各向异性弹性材料，但是在正交各向异性的带裂纹体中，如果裂纹和弹性对称面无关，则该分析就成为一般各向异性问题。
断裂力学概念rst
断裂力学概念rst断裂力学是研究材料中裂纹产生、扩展和断裂的力学行为的一门学科。
在材料科学和工程领域中，了解断裂力学对于优化材料设计和提高结构安全性具有重要意义。
本篇文档将介绍断裂力学的主要概念，包括裂纹类型、裂纹扩展机制、断裂准则、断裂力学实验、断裂韧性测试、疲劳裂纹扩展、断裂控制方法以及断裂预测模型。
1.裂纹类型在断裂力学中，裂纹是指材料中存在的局部缺陷或断裂表面。
根据形成原因和形态，裂纹可分为多种类型，如：（1）制造裂纹：由于制造过程中引入的裂纹，如焊接裂纹。
（2）使用裂纹：由于材料使用过程中承受外部载荷而形成的裂纹。
（3）疲劳裂纹：由于材料反复承受循环载荷而形成的裂纹。
2.裂纹扩展机制裂纹的扩展机制主要有两种：（1）脆性断裂：材料在低于弹性极限的应力下突然断裂，通常与材料的脆性有关。
（2）韧性断裂：材料在承受较大应力时，先发生塑性变形，然后逐渐断裂。
3.断裂准则断裂准则是指材料在给定的应力或应变条件下发生断裂的条件。
常用的断裂准则有最大应力准则、最大应变准则和能量准则等。
这些准则可以用来评估材料的断裂风险和预测结构的剩余寿命。
4.断裂力学实验为了研究材料的断裂行为，需要进行一系列的实验，包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等。
这些实验可以帮助我们了解材料的力学性能、断裂机制和影响因素。
5.断裂韧性测试断裂韧性是衡量材料抵抗裂纹扩展的能力的一个重要参数。
通过断裂韧性测试，可以评估材料的韧性和脆性程度，以及材料的抗疲劳性能。
6.疲劳裂纹扩展疲劳裂纹扩展是指材料在循环载荷作用下，裂纹逐渐扩展直到最终断裂的过程。
疲劳裂纹扩展的研究对于评估材料在交变应力作用下的寿命和安全性具有重要意义。
7.断裂控制方法为了防止材料在使用过程中发生断裂，可以采取多种控制方法，如：优化材料设计、改善材料加工工艺、进行无损检测等。
此外，还可以通过施加预应力、增加约束等方法来提高结构的抗裂能力。
8.断裂预测模型基于实验和理论研究，可以建立一些断裂预测模型来描述材料的断裂行为。
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题目:韧性断裂准则与阀值选取的理论及试验研究
作者:蒲思洪，温彤，吴维，侯模辉
关键词：ductile fracture criterion(韧性断裂准则)
文章重点摘抄：
现在用于描述材料韧性断裂行为的准则大都采用阀值(即临界值)控制的方法，即材料某处的破坏值超出阀值就认为该处材料发生起裂。
由于金属的断裂与材料的性质(组成元素、微观组织、夹杂、表面条件及均匀性)、变形历史和工艺参数(温度、变形速度、摩擦与润滑)等因素有关，所以针对具体的冲切断裂过程，模拟时如何选择合理的韧性断裂准则与断裂阀值从而预测起裂的时间和位置并非易事。
韧性断裂理论与断裂准则：
现有韧性断裂理论认为塑性材料的断裂大多是由其内部空穴
的聚集和扩展引起的，这些空穴是由材料中的位错堆积、第二相粒子、缩松缩口、夹杂或其它缺陷产生的。
金属材料在外力作用下产生塑性变形，其内部的空穴在应变和三轴应力的作用下增长、扩大，直至一定数量的空穴聚集在一起形成裂纹。
在外力的继续作用下大量空穴裂纹会不断聚集在一起造成裂纹的扩展延伸，当其扩展到材料的表面时，材料就产生断裂。
在1950年Freudenthal首先以综合能量观点提出以等效应力与
等效塑性应变的积分函数定义破坏的发生时机，认为当单位体积
之应变能量(即塑性变形功)达到阀值时，材料就产生宏观裂纹。
该模型没有考虑静水应力及拉伸主应力的影响。
0f
C d εσε=⎰ 式中：f ε为材料断裂时的等效塑性应变；σ为等效应力；dε为等效应变增量；C 为材料的临界破坏值。
Cockcroft&Latham 则认为断裂主要与拉伸主应力有关，即对于给定的材料，在一定的温度和应变速率下，当最大拉应力-应变能达到材料的临界破坏值时材料产生断裂。
*
0f
C d εσεσ=⎰ 式中：σ*为材料断裂时的最大拉应力；σ1为材料断裂时最大主应力。
当σ1≥0 时，σ*=σ1；当σ1＜0 时，σ*=0。
McClintock 将空穴看成是变形体的内部缺陷，忽略空穴之间的交互作用，研究了轴对称下圆和椭圆形空穴的简单长大和聚合， 提出了以下断裂准则：
)1313012sinh 2f
n C d εσσσσεσσ⎡⎤⎫-+-⎪=+⎥⎨⎬⎥⎪⎪⎩⎭⎦
⎰ 式中：σ3为材料断裂时的最小主应力；n 为材料的硬化系数。
Ayada 则认为静水应力和等效应变是影响空穴扩张的主要因素，提出了以下准则：
0f
m C d εσεσ=⎰
式中：σm 为静水应力，σ为等效应力。
Rice&Tracey 讨论了含孤立球形空穴材料在三向应力作用下的韧性断裂过程，并将该断裂过程的力学行为和几何特征在断裂准则中加以描述，因而该准则不但可以预测裂纹的萌生，还可以预测裂纹的扩展方向，但它也忽略空穴间的交互作用。
0m f C e d ασεσε=⎰
式中：α为材料试验参数，视不同加载情况取值。
Brozzo 在Cockcroft&Latham 准则的基础上考虑了静水应力对断裂的影响，提出以下准则：
()10123f
m C d εσεσσ=-⎰
Oyane 在1972年提出了描述可压缩材料的韧性断裂判断准则，根据这个模型的假设，空洞是在承受大变形的夹杂或受第二相粒子影响而产生，并互相连接形成微观裂纹。
f
01m C a d εσεσ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭⎰
于忠奇在Lemaitre 损伤理论基础上推导出一个韧性断裂准则
f 0p m C d εσεεσ=⎰
式中，p 为材料常数。
Atkins 修改Norris 判据，考虑了应变比21d L d εε=
的影响得出 f
010.51m
L C d εεσ+=+⎰ Le Roy 通过研究拉伸加载状态下的空穴长大和损伤的积累提出的韧性断裂准则：
()f
10m C d εσσε=-⎰
以上断裂准则大都基于能量理论，以应力、应变为基本参数，采用阀值控制的方式，即材料的累积损伤达到阀值时即认为材料产生断裂。
但是没有将断裂成形过程中另外两个重要因素-温度和应变速率考虑进去， 所以它们属于半经验半理论公式。
题目：金属成形中韧性断裂准则的细观损伤力学研究进展
作者：黄建科, 董湘怀
文章重点摘抄：
通过比较不同的断裂准则可以发现,很多断裂准则都可以归结为经过修正的应力沿着某一应变路径积分的形式。
这也与材料损伤是由应力与应变状态两者共同决定的现象相吻合。
在低应力三轴度下,损伤主要表现为大变形引起的塑性滑移。
在高应力三轴度时,材料沿剪切带的滑移与孔洞演化同时存在,互相促进,两种分离方式都有可能发生,这主要取决于应力应变状态与材料特性。
当前,仍然有很多学者针对特定的塑性加工工艺,利用不同断裂准则的预测结果与实验结果相对比,分析和总结不同断裂准则的优缺点,试图找到一个适用性更广的断裂准则来说明细观损伤对于韧性断裂的影响。
Venugopal等对10种体积成形问题工程分析中常用的断裂准则进行了比较,对它们的准确性和敏感性(即对不同变形方式计算误差的离散度)进行了评价,他们的结果表明,其中没有一种准则是足够准确和普遍适用的。
题目：韧性材料的几种断裂形式及判据讨论
作者：汤安民，朱文艺，卢智先
摘要：韧性材料的主要断裂形式有三类,以空穴成核、扩张、聚合为主导机制的正拉断,和以局部剪切带形成、发展为主导机制的两种不同类型的剪切断裂。
文章重点摘抄：
韧断的主要影响因素
应力三维度值高,则偏于受拉状态,材料易于正拉断;应力三维度值低,则偏于受剪状态,材料易于剪断。
断裂判据的讨论
目前解决材料断裂问题的一些常用理论,不论是传统的材料断裂强度条件,还是后发展的断裂力学准则,尚存在一些需要完善之处。
存在的问题有,如断裂判据的建立缺乏物理机制为依据,常使用一种理论、一个判据表达式解决不同类型的断裂问题,对复杂应力场中断裂控制参数及断裂危险点的确定尚无统一的认识,一些复合型断裂试验结果也不能用现有理论给出合理的解释。
对断裂机制以空穴的成核、扩张、聚合为主导的正拉断问题,危险点在裂端应力三维度有最大值处,启裂方向为该处最大拉应力作用面方向,该拉应力是引起材料断裂的主要因素,其他两个主应力为次要影响因素,当危险点上主应力的组合达到临界值时,启裂发生。
存在空穴对剪切断裂的影响,危险点在裂端应力三维度有最大值处,启裂方向为该处最大剪应力方向,该最大剪应力是引起材料断裂的主要因素,应力三维度值的大小为次要影响因素。
题目：韧性金属材料渐进断裂的有限元算法研究作者：杨锋平，孙秦
摘要：有限元计算时将断裂判据以子程序形式嵌入ABAQUS主程序并保持两者之间的实时通信
文章重点摘抄：
从连续体介质力学角度来说，韧性金属材料完全断裂的有限元实现主要有以下3个问题需要解决：
（1）物理上描述材料断裂应当与外载荷实时相关，结构断裂路径及材料断裂前后物理性能的描述应当符合实际情况；（2）理论上不宜采用现有软件中提供的应力强度因子和J积分理论，需自己选择其他断裂判据并编写子程序嵌入有
限元主程序；
（3）算法上应当克服Newton法中切线刚度矩阵病态的困难和考虑几何非线性效应。
题目：韧性断裂准则的试验与理论研究 作者：虞松，陈军，阮雪榆
文章重点摘抄：
应力三轴度R σ(m R σσσ
=，m σ为平均应力或静水压力, σ为等效应力)
目前的韧性断裂准则大都采用应力变量沿塑性变形路径积分的形式，即
()10,,,......f
m f d C
εσσσε=⎰ ()10,,,......f
m C f d εσσσε
=⎰ 式中，f 为关于各种应力张量的权函数；f ε为断裂时的等效应
变；ε为等效应变；σ为平均应力；m σ为平均应力或静水压力；C 为韧性断裂阈值，一般通过物理试验和数值计算联合确定；c σ为应力分量。
题目：金属韧性断裂准则的数值模拟和试验研究 作者：黄建科，董湘怀
文章重点摘抄：
大多数韧性断裂准则是与塑性变形时的应力、应变及相关材
料常数有关的函数， 可体现静水应力或应力三轴度(m R σσσ
=)对材料韧性断裂的影响，这是因为孔洞在应力场下形核、长大和聚合，静水应力m σ起着支配的作用， 从而决定韧性断裂的发生。