断裂力学试卷2010.doc

华中科技大学土木工程与力学学院
《断裂力学》考试卷（半开卷）
2010～2011学年度第一学期 成绩
学号 专业 班级 姓名

一
二
三
四
五
六
合计
分数

一、填空题（每空2分，共16分）
1. 在断裂力学中，小范围屈服是指（ ），当（ ）时，可以采用线弹性断裂力学，且能保证其精确度和有效性；而当塑性区尺寸与裂纹尺寸同数量级时称为（ ），只能采用（ ）来处理。

2. 复合型裂纹扩展与单纯张开型裂纹扩展的主要不同之处是（ ）。因此，复合型裂纹的研究，除了需要确定临界状态，建立断裂判据外，还要确定 （ ）。常用的复合型裂纹脆性断裂理论有 （ ）和（ ）等。

二、简答题（24分）
1. 设有两条Ⅰ型裂纹，其中一条长为4a，另一条长为a。如前者加载到，后者加载到。问它们裂纹尖端附近的应力场是否相同？应力强度因子是否相同？

2. 设有无限大平板I型裂纹，受轴向拉应力作用，裂纹顶端附近的应力为： ，其中a为裂纹尺寸。
（1）求应力强度因子；
（2）当时，在裂纹顶端和距裂纹顶端很远处，各为多少？与题设条件有无矛盾？如何解释？

三、试用叠加法求图示无穷大板裂纹尖端应力强度因子。（15分）
题三图
б1
2a
б2
P

四、圆拄形容器有一纵向穿透裂纹。容器的内径D=100㎜，壁厚t=5㎜，最大工作压力pmax=48MPa，材料的断裂韧性KⅠC =37MPa，试求临界裂纹长度ac。（15分）
2a
p
D
t
题四图

五、如图所示的杆件，若，而且在杆端的位移为，试求恒载荷及恒位移情形下的应变能释放率及应力强度因子。（15分）
题五图

六、物体内部有一圆盘状深埋裂纹，直径为2.5cm，这一直径比物体的其它尺寸小得多，若垂直于裂纹面的方向作用拉应力700MPa，材料的屈服极限为930MPa，试计算等效应力强度因子。（15分）

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