橡膠材料疲勞撕裂能法
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- Time of issue:2022-01-19 18:28
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(Summary description)撕裂能T的最初數學定義式為： 式中U——彈性應變能； A一一斷裂表面積(無應變狀態) 在循環載荷作用下．裂紋增長速率為：
橡膠材料疲勞撕裂能法
(Summary description)撕裂能T的最初數學定義式為：
式中U——彈性應變能；
A一一斷裂表面積(無應變狀態)
在循環載荷作用下．裂紋增長速率為：
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Information
撕裂能T的最初數學定義式為：
式中U——彈性應變能；
A一一斷裂表面積(無應變狀態)
在循環載荷作用下．裂紋增長速率為：
式中c——裂紋長度；
n——周期數；
Tmax——每一周期所達到的最大撕裂能。
裂紋長度從c i 增長到c j 所需的周期數可以通過對式(2)的積分得到
代入T與c的關系式，就可得到疲勞壽命與變形幅值、初始裂紋尺寸、裂紋增長特性之間的定量關系。
承受拉伸循環變形的矩形層合件中心區域的應變能是裂紋增長的主要原因．當層間裂紋擴展δc時，單位長度材料的能量損失δV為：
式中Wc——試件中心區域的應變能密度；t——試件厚度。
撕裂能表達式為：
1989年，Huang等采用簾線完全被橡膠包覆的復合材料模型，研究r簾線端頭裂紋的產生過程。由于周期性載荷使簾線端頭處的橡膠產生高應力集中，該處橡膠便產生銅錢狀裂紋。材料中產生半徑為c的銅錢狀裂紋所導致的能耗可表示為：
W為應變能密度。
銅錢狀裂紋擴展時的撕裂能(應變能釋放速率)T為：
其中．k是與應變狀態有關的常數，
結合Lake等提出的疲勞裂紋增長四階段規律，Huang最終得到的材料疲勞壽命方程為：
以斷裂力學為基礎的撕裂能法在橡膠復合材料疲勞損傷研究中已取得了初步進展，但其主要困難在于確定撕裂能、裂紋尺寸、載荷或變形間的關系。另外，該方法假定材料疲勞破壞的主要原因是橡膠相裂紋的增長，沒有考慮簾線中纖維的斷裂和橡膠．簾線界面剝離。因此，撕裂能法基于橡膠相理想裂紋的假設只能適用于特定的材料模型和載荷范圍。
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