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论裂纹扩展过程中的流变与耗散现象

袁龙蔚

袁龙蔚. 论裂纹扩展过程中的流变与耗散现象[J]. 力学进展, 1989, 19(1): 20-35. doi: 10.6052/1000-0992-1989-1-J1989-004
引用本文: 袁龙蔚. 论裂纹扩展过程中的流变与耗散现象[J]. 力学进展, 1989, 19(1): 20-35. doi: 10.6052/1000-0992-1989-1-J1989-004
ON THE RHEOLOGICAL AND DISSIPATIVE PHENOMENA IN THE PROCESS OF CRACK PROPAGATION[J]. Advances in Mechanics, 1989, 19(1): 20-35. doi: 10.6052/1000-0992-1989-1-J1989-004
Citation: ON THE RHEOLOGICAL AND DISSIPATIVE PHENOMENA IN THE PROCESS OF CRACK PROPAGATION[J]. Advances in Mechanics, 1989, 19(1): 20-35. doi: 10.6052/1000-0992-1989-1-J1989-004

论裂纹扩展过程中的流变与耗散现象

doi: 10.6052/1000-0992-1989-1-J1989-004

ON THE RHEOLOGICAL AND DISSIPATIVE PHENOMENA IN THE PROCESS OF CRACK PROPAGATION

  • 摘要: 根据裂纹扩展过程中的流变与耗散现象,建立了裂纹扩展过程中裂纹体的热力学平衡方程。从而我们把裂纹扩展问题转化为一个含质量流源的扩散运动问题,并应用内部体力场论研究了裂纹扩展力。引入外部热汇后,我们将能量耗散问题转化为一个热传导问题。在此基础上,提出变质量断裂模型理论,并实验验证了裂尖塑性流变区存在有质量流及相应的非均匀温度场。令Clausius非补偿热为非负值,建立了裂纹扩展过程的广义熵不等式。应用算子分解定理引入耗散势函数,再依据广义Onsager互易原理,我们将广义熵不等式化为某一泛函的可积微分不等式,从而得到它的完全解。最后,给出流变性材料的严格非局部本构关系,并借助Lyapounov型的流变记忆泛函来描述裂纹扩展的全过程。据此,我们将裂纹扩展全过程分成三个阶段,即孕育期、稳定扩展期和失稳扩展期。再根据非平衡态热力学稳定性建立起起裂判据、裂纹扩展的稳定和失稳判据,并指明了裂纹扩展的方向。结果表明,仅当对称性破坏时,才能出现失稳扩展。因此,本文为流变断裂学提供了一个理论基础。

     

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  • 刊出日期:  1989-02-25

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