I型裂纹尖端场：应变梯度塑性理论对比J2流动理论
材料科学
2019-03-27 v1
摘要
研究了以应变梯度塑性为特征的固体的I型裂纹尖端渐近响应。发现裂纹尖端附近弹性应变主导塑性应变，因此柯西应力和应变状态由弹性K场渐近给出。该裂纹尖端弹性区嵌于环形弹塑性区之内。这一特征由裂纹尖端渐近分析和有限元计算共同预测。当适用小范围屈服时，存在三个不同区域：外部弹性K场、中间弹塑性场和内部弹性K场。内部弹性核显著影响裂纹张开轮廓。当梯度理论的材料长度尺度达到由远场应力强度因子决定的塑性区尺寸估计量级时，裂纹尖端塑性被抑制。给出了应变梯度塑性的广义J积分，并用于刻画短裂纹前方的渐近响应。对带裂纹三点弯曲试样的有限元分析表明，在存在体塑性和外部J场的情况下，裂纹尖端弹性区依然持续存在。
引用
@article{arxiv.1902.04914,
title = {Mode I crack tip fields: strain gradient plasticity theory versus J2 flow theory},
author = {Emilio Martínez-Pañeda and Norman A. Fleck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04914},
year = {2019}
}