裂纹顶端弹塑性应力应变场和断裂准则<%=id%>

    断裂力学是一门研究含裂纹物体断裂强度的科学。它为工程结构的安全设计，规范标准的合理制定及材料的科学选择提供理论基础。裂纹顶端弹性应力应变场和断裂准则研究是弹塑性断裂力学的基础问题。70年代至80年代初期，J积分作为单参数准则曾风行一时。但大量实验证实，材料的断裂韧性JIC强烈依赖试样尺寸和加载方式。J积分单参数准则并不有效。另一方面随着断裂力学在工程实践中的广泛应用，提出很多新的设计思想。这些新思想都需要建立在科学的断裂准则基础上，从而极大地推动了弹塑性断裂准则的研究。中国科学院力学研究所王自强研究员领导的课题组，承担国家科委“六五”重大项目和国家自然科学基金“七五”重大项目(批准号：58790501)所取得的研究成果，涉及当前国际弹塑性断裂力学研究的前沿问题，创造性地开辟了弹塑性断裂力学研究的新领域，并为应用研究奠定了坚实的理论基础。
    该项研究成果突破了从60年代末期至80年代中期占统治地位的HRR奇性场和J积分单参数准则的理论框架，引入了开拓裂纹顶端弹塑性高阶渐近场的新思想。在国际上率先提出并建立了裂纹顶端弹塑性高阶渐近场基本方程。求得了平面应变问题的二阶渐近场。证实了二阶渐近场是本征场。从理论上阐明了三轴张力对断裂韧性的重大影响，为双参数断裂准则的建立提供了坚实的理论基础，是弹塑性断裂力学的突破性进展。进而又在国际上首次建立了裂纹顶端弹塑性应力应变场本征级数展开式的前5项完整结果。证实了前5项解中只有3个幅值系数是独立的。在此基础上提出了J-K断裂准则，该准则已为国外系统实验所证实。该课题的另一特色，是在国际上首先求得了异质界面裂纹顶端HRR型奇性场的严格解答。证实了全连续奇性场只对特定的混合度存在。得到了界面裂纹顶端弹塑性高阶渐近场的系统结果。揭示了界面裂纹顶端应力场同阶匹配而位移场交叉匹配的特点，证实了弹塑性应力应变场不含振荡奇异性，裂纹面光滑地张开或接触，没有互相嵌入的不合理现象。消除了弹性解的佯谬。为建立合理的断裂准则提供了理论依据。此项研究结果为国内外百余篇学术论文引用。

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