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应力三维度断裂准则以应力三维度作为参数,将裂纹体、无裂纹体统一考虑,从宏观形式和细观机理两个方面,很好地解释了金属材料裂纹体与无裂纹体断裂问题。许多学者在研究和使用该准则时提出,在实际工程应用中应力三维度断裂准则中材料参数的确定尚不明确,同时四种断裂机理对某一材料是否普遍存在,能否用来计算弹塑性的断裂问题等等。本文通过LY12铝合金裂纹体和无裂纹体的断裂试验和应力场计算,明确了该材料解理断裂、孔洞正断、孔洞剪断、非孔洞剪断四种断裂机理的变化规律,进而确定了应力三维度断裂准则中的7个参数,回答了以上问题。本文的主要工作和创新成果包括以下几个方面:1、对裂纹尖端应力场进行了修正。对于韧性材料,由于裂纹尖端的钝化变形,裂纹尖端应力场的奇异性并不存在,导致裂纹尖端应力场与缺口试样和常规试样应力场并没有本质区别。在此基础上,笔者提出了理想裂纹和有限尺寸裂纹两种不同的概念,理想裂纹适用于脆性材料和疲劳裂纹,有限尺寸裂纹适用于韧性材料。2、用应力三维度断裂准则解释了裂纹体已有相关试验。计算了两种裂纹体模型的应力场,发现用有限尺寸裂纹应力场来表达韧性材料裂纹尖端应力场更加准确。通过数据计算和试验对比,用应力三维度断裂准则解释了 LY12-CZ、LY12-M、HY130和HY100四种材料裂纹体断裂所出现的孔洞正断、孔洞剪断、非孔洞塑性剪断三种断裂机理。3、完成了 LY12铝合金缺口试样和常规试样的断裂试验。通过断口的宏观和细观分析,得到了不同断裂形式的断裂机理,并用应力三维度断裂准则解释了其断裂机理。用有限元计算了缺口试件应力场并计算了相关参数。4、通过有限元计算得到的应力场,计算了LY12-CZ、LY12-M、HY130和HY100四种不同材料裂纹体所对应的应力三维度准则中的参数。系统地计算了 LY12铝合金缺口试样和常规试样断裂所对应应力三维度断裂准则中的7个参数。