面外约束对韧性材料的断裂韧度的影响

与脆性断裂的断裂韧度随厚度的增加而逐渐趋近于一个常数的变化趋势不同，韧性较好材料的弹塑性断裂韧度的特征为：在一定范围内随着厚度的增加，弹塑性断裂韧度逐渐增加。主要研究在保持试件的面内约束(a/w)保持不变的条件下，面外约束(厚度的变化)对同种材料的试件的断裂韧度的影响。首先采用韧性较好的材料进行断裂韧性实验，通过实验得到结果：试件的弹塑性断裂韧度J积分及临界裂纹尖端张开位移CTOD随着试件厚度的增加而线性增加。然后从能量平衡的角度出发，考虑在裂纹扩展过程中的所有的宏观能量耗散机制，根据通过实验验证的假设，化简后，得到最终的结果：一定程度上表征能量耗散的断裂韧度随着厚度的增加而增加，与实验结果吻合得较好。