7050铝合金材料R曲线的三维效应与试验研究

李麒兰

裂纹扩展阻力曲线（R曲线）反映了裂纹扩展断裂的真实物理过程，但是现阶段测量材料R曲线的方法在计算试样阻抗应力强度因子时，未考虑厚度的影响，并且在计算裂纹扩展阻力R时，仅考虑了平面应力状态与平面应变状态两种极端情况，忽略了更为普遍的过渡状态。本文先对中心孔裂纹板进行了三维弹塑性有限元分析，通过计算其三维应力强度因子表示式，建立了裂纹扩展阻力与试样厚度的关系模型。其次，依据三维状态下能量释放率与应力强度因子的关系式，结合裂纹扩展阻力与试样厚度的关系式，建立了不同厚度试样三维裂纹扩展阻力R值的计算模型。最后，基于该模型，通过试验测定了不同厚度7050铝合金板的R曲线，得到了R曲线与试样厚度的函数关系式。