T应力及其对裂纹扩展路径的影响

裂纹扩展的直接后果是导致固体结构的局部失效和整体断裂。局部失效的材料对整个结构的继续服役并无妨碍，而整体断裂则会导致灾难性的后果。当材料中含有裂纹这类缺陷时，如何避免裂纹的失稳扩展，尤其避免导致整体结构的断裂是一个尤为重要的问题。裂纹的扩展主要是裂尖附近的应力集中所致，除了奇异项应力外，裂尖附近的常数项应力（即T应力）对弹性材料中的裂纹扩展路径也起着决定性的作用。本项目旨在研究弹性T应力对固体材料中的裂纹扩展路径的影响，揭示裂纹扩展路径稳定性的条件。对各种材料特性在不同外界环境条件下，以及不同裂纹的几何形状和尺寸，获得它们在静态和动态情形下T应力的不同特征，进一步阐明断裂参数与弹性T应力之间的依赖关系，诠释裂纹扩展路径的机理。这些问题的研究解决对于工程结构的安全设计将奠定坚实的理论基础，并为进一步开发新材料提供可靠的理论依据，无疑具有重大的科学价值与实际意义。