云纹干涉法揭示静止裂纹尖端奇异性质

"该研究利用云纹干涉法深入探讨了静止裂纹尖端附近的物理现象，特别是奇异性的表现。作者通过高灵敏度的实验技术，对幂硬化材料的双边切口受拉试件在不同载荷下的位移、应变和应力场进行了详细测试。研究结果显示，随着载荷增加，实验数据与局部理论解的变化趋势一致，揭示了裂纹尖端区域受到K场和J场奇异解的控制。此外，研究还确定了主导区的尺寸，即RK和RJ。" 这篇论文发表在《清华大学学报(自然科学版)》1991年的第31卷第2期，属于自然科学和论文类别，主要关注的是材料科学和断裂力学领域的研究。作者通过实验验证了线弹性、弹塑性断裂力学理论，强调在裂纹的不同发展阶段，由不同的断裂参量主导。在低载荷阶段，裂纹尖端由K场（应力强度因子K）主导；当载荷增大，出现局部屈服，J场（能量释放率J）开始占据主导地位。 试验部分，使用了LY12-M材料，这是一种具有特定物理特性的铝合金，如弹性模量E、泊松比V、屈服强度σ0.2等。通过电子拉伸机进行材性试验，获取了试件的几何尺寸和材料参数。实验采用了云纹干涉法的差载与夹层技术，以高灵敏度捕捉裂纹尖端的微小变化。通过对实验数据的处理，研究人员发现裂纹尖端的奇异行为与理论预测吻合，这进一步确认了K场和J场在不同条件下的主导地位，同时也确定了主导区的尺寸。 这项研究为理解裂纹尖端的奇异性和预测材料断裂提供了实验依据，对于评估材料韧性、选择合适材料及安全设计具有重要意义。通过云纹干涉法，科学家能更准确地评估裂纹扩展的可能性和构件的寿命，对于未来在断裂力学和材料科学领域的发展有着深远的影响。