陶瓷基复合材料基体唇形裂纹失效规律研究

来源：计算力学学报杂志2021年第2期北京时间：

作者：李湘萍,陈希,张鸿,王小峰

单位：中国民航大学 中欧航空工程师学院, 天津 300300,中国民航大学 中欧航空工程师学院, 天津 300300,中国民航大学 中欧航空工程师学院, 天津 300300,中国民航大学 中欧航空工程师学院, 天津 300300

摘要：建立横向拉伸载荷下的唇形裂纹数学模型，采用复变函数的方法，通过保角映射，推导了唇形裂纹尖端应力场和位移场的解析解，建立了唇形裂纹的应力强度因子准则和最大能量释放率准则，结合算例分析陶瓷基复合材料基体唇形裂纹的几何参数、外载荷和纤维分布对失效准则的影响规律。结果表明，（1）裂纹尖端应力场和位移场的解析解与有限元计算结果进行对比，验证了方法的有效性；（2）相较于Griffith裂纹和椭圆裂纹，基于唇形裂纹的失效准则对裂纹尖端的敏感性更高，适用于预测脆性陶瓷基体裂纹的扩展；（3）对于不同几何参数的唇形裂纹，采用最大能量释放率准则的基体裂纹的扩展速率要大于应力强度因子准则。

关键词：唇形裂纹,应力强度因子准则,最大能量释放率准则,复变函数,陶瓷基复合材料,

基金资助：中央高校基本科研业务费专项资金（3122019180）资助项目.