小组人员： 孙红 王佳美 秦秀奇 孙芳芳

指导老师： 王吉会教授

目录

大范围屈服

全面屈服

弹塑性断裂力学

弹塑性断裂力学的提出第一章

常见的弹塑性断裂剖面 第一章

COD理论 1961 年 Wells 提出了 COD （ Crack

Opening Displacement ） ,认为当裂纹张开位移 δ达到材料的临界值 δc时，裂纹即发生失稳扩展。表示为

δ= δc

它主要解决裂纹尖端张开位移与裂纹几何尺寸、外加 载荷之间的关系，并结合实验测得的材料的裂纹张开位移的临界值判断材料的断裂性能。

第二章

COD理论 J积分理论

计算简单，所得到的一些经验公式能有效的解决工程实际问题

计算复杂，但理论更严谨，直接

在中、低强度钢焊接结构和压力容器断裂分析中应用广泛

已用于发电工业，特别是核动力装置中材料的断裂准则

COD 理论与 J积分对比 第三章

实际中的应用：基于复合梁的钢桥面铺装断裂判据及疲劳寿命的研究研究内容： 钢桥面铺装主要用于提高行车的舒适性和钢桥面

的耐久性，如何延长其使用寿命是钢桥面铺装设计的重要内容。然而开裂却大大限制了其服役寿命。因此钢桥面铺装层裂缝的萌生及扩展机理、铺装的剩余寿命等断裂力学问题成为学术界和工程界关注的焦点。

研究背景

可行性 由于铺装材料环氧沥青混凝土是由骨料颗粒和环

氧沥青结合料等构成的带有天然缺陷的复合材料，这些缺陷是引起铺装疲劳裂缝的主要诱因之一。断裂力学是从材料或结构中存在微裂缝的基点出发，应用弹性力学和塑性力学理论研究裂缝产生和扩展的条件和规律的科学，所以弹塑性断裂力学是研究桥面铺装疲劳失效判据的有效途径。

研究方法以复合梁为研究对象，从断裂力学的基本理论入手，

通过室内复合梁三点弯曲试验研究桥面铺装复合结构的 COD 断裂参数，并建立 COD 断裂判据；（见论文中第二章）

利用数值分析方法，选取三种不同复合梁尺寸研究桥面铺装断裂参数的尺寸效应，并分析 COD 设计曲线在铺装安全裕度评价中的应用；（见论文中第三章）

结合复合梁的疲劳试验和 COD 理论研究桥面铺装的疲劳性能，预估桥面铺装的疲劳寿命。（见论文中第四章）

试验内容（第二章）采用三点弯曲梁试验研究复合梁 I型裂缝在不同温度下的断裂性能，比较各断裂参数的适用条件，选用CTOD（裂纹尖端张开位移）断裂参数，通过试验得到临界裂缝尖端张开位移（ CTODC），并分析了温度对其的影响，提出了适用于钢桥面铺装的断裂判据。

环氧沥青混凝土的塑性特征利用小梁弯曲试验研究了环氧沥青混凝土低温性能，同时进行了 SMA 试件和 AC改性沥青混合料试件的对比试验，试验结果如图 2.6

环氧沥青混凝土的塑性特征根据环氧沥青混凝土的低温

性能可知，它不是一种完全的弹性变形材料，其断裂特性随着温度变化会有很大的不同，并且以 5℃为分界点。因此文中采用弹塑性断裂力学理论来研究钢桥面铺装的断裂判据。

采用三点弯曲梁试验对不同温度下环氧沥青混凝土断裂性能进行研究

试验内容

实验过程

试验过程试验开始前试件的初始裂纹和试验结束后的裂纹扩展图

试验过程

试验过程

COD判据