[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于等效M積分的材料損傷面積標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710370438.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107101651B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱文潔;李群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01D1/04
• 分類(lèi)號(hào): G01D1/04;G01B21/28
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

1.一種基于等效M積分的材料損傷面積標(biāo)定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，選取材料中包圍缺陷的遠(yuǎn)場(chǎng)閉合積分路徑C，沿閉合積分路徑C計(jì)算缺陷的M積分，所得結(jié)果記為M_D；

步驟二，令M_D等于彈性材料中圓孔缺陷的M積分M_hole，即M_D＝M_hole＝4Aσ²/E，其中，A為圓孔面積，σ為外載荷，E為材料彈性模量；

步驟三，將材料中的缺陷的等效面積記為A_D，則由步驟二可得，M_D＝M_hole＝4A_Dσ²/E，得A_D＝M_DE/(4σ²)；

步驟四，根據(jù)步驟三得到的材料中的缺陷的等效面積A_D的大小判斷材料的損傷程度；

所述M積分為

其中，w＝σ_ijε_ij/2為應(yīng)變能密度；

σ_kj、ε_ij和u_k分別為材料的應(yīng)力、應(yīng)變和位移；

x_i為坐標(biāo)，u_k，i為位移u_k對(duì)坐標(biāo)x_i的偏微分；

n_i、n_j為積分路徑ds的方向向量；

i＝1,2，j＝1,2，k＝1,2；

ds表示積分路徑的微元；

C為M積分的積分路徑；

所述步驟一中，材料中的缺陷為雙裂紋干涉、雙孔干涉、裂紋與孔干涉；

其中：

在雙裂紋干涉中，其中一條裂紋與載荷垂直，另一條裂紋與載荷夾角的余角為θ，A為裂紋長(zhǎng)度的一半，D為兩裂紋中心距離；

在雙孔干涉中，R為圓孔的半徑，D為兩圓孔圓心距離，θ為兩圓孔中心連線與載荷夾角的余角；

在裂紋與孔干涉中，R為圓孔的半徑，A為裂紋長(zhǎng)度的一半，D為圓孔圓心與裂紋中心距離，θ為裂紋與載荷夾角的余角。