基体界面屈服强度和残余应力失配对界面裂纹扩展的影响

doi:国家自然科学基金资助项目（50471087）

吉林大学学报(工学版)

基体界面屈服强度和残余应力失配对界面裂纹扩展的影响

张国祥¹,²,³，陈光南¹，张坤¹，罗耕星¹，李怀学¹,³

1.中国科学院力学研究所,北京 100080； 2.山东理工大学材料科学与工程学院, 山东淄博 255000; 3.中国科学院研究生院,北京 100049

收稿日期:2005-08-20 修回日期:2005-11-12 出版日期:2006-05-01 发布日期:2006-05-01
通讯作者: 张国祥

AEffect of mismatch of yielding strength and residual stresses along substrate interface on interfacial crack propagation

Zhang Guo-xiang¹,²,³， Chen Guang-nan¹，Zhang Kun¹，Luo Geng-xing¹，Li Huai-xue¹,³

1.Institute of Mechanics, Chinese Academy of Science, Beijing 100080,China; 2.Materials Science and Engineering School, Shandong University of Technology,Zibo 255000,China; 3.Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049,China

Received:2005-08-20 Revised:2005-11-12 Online:2006-05-01 Published:2006-05-01
Contact: Zhang Guoxiang

摘要/Abstract

摘要： 对基体界面屈服强度和残余应力失配情况下的界面裂纹扩展机制进行了力学理论分析，并通过位错与裂纹的关系理论计算了界面裂纹尖端塑性区尺寸。结果表明：当界面裂纹由低强度区向高强度区扩展时，高强度区的残余压应力和屈服强度减少了裂纹尖端的塑性区长度和裂纹尖端张开位移，从而起到了抑制界面裂纹扩展的作用。

关键词: 工程力学, 界面裂纹, 屈服强度, 残余应力, 失配, 涂层/基体结构

Abstract: The mechanism of crack propagation at the interface between coating and substrate was analysed under the condition of yielding strength and residual stress mismatches along the interface. The dimension of plastic zone at the crack tips was numerically calculated using the correlative theory of dislocation and crack. Calculation results show that when the interfacial crack propagates from low strength zone to high strength zone, the residual compressive stress and yielding strength of the high strength zone lead to the reductions of the length of plastic zone and the opening displacement of crack tip. As a result the propagation of the crack at the interface is retarded.

Key words: engineering mechanics, interfacial crack, yield strength, residual stress, mismatch, coating/substrate structure

中图分类号:

O344.3

张国祥,,，陈光南，张坤，罗耕星，李怀学,. 基体界面屈服强度和残余应力失配对界面裂纹扩展的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(03): 294-0297.

Zhang Guo-xiang,,， Chen Guang-nan，Zhang Kun，Luo Geng-xing，Li Huai-xue,. AEffect of mismatch of yielding strength and residual stresses along substrate interface on interfacial crack propagation[J]. 吉林大学学报(工学版), 2006, 36(03): 294-0297.

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