华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2010, Vol. 38 ›› Issue (3): 12-16.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2010.03.003
张衡1 魏德敏1.2
Zhang Heng1 Wei De-min1.2
摘要: 基于分形几何学,推导了含I型分形单裂纹的无限大平板在单向受拉时的临界开裂应力、断裂韧性、裂纹扩展力和断裂能的理论公式。以标准Koch分形曲线构造裂纹的边界,并由分形区域周长与面积的关系推导出平板的弹性应变能。利用Griffith断裂准则得到材料开裂的临界应力,并在此基础上给出了断裂韧性、裂纹扩展力以及断裂能的表达式,从而将G判据推广到分形裂纹情形,并对其进行数值计算以分析各参数的影响。结果表明:材料的断裂韧性与裂纹长度呈反向关系;裂纹的量测尺度将影响断裂韧性与分形维数的关系;裂纹越粗糙,裂纹长度越长,材料的断裂能越大,并且证明了裂纹扩展的非光滑性。