内耗散热对裂纹扩展速度的影响

　　在裂纹扩展过程中，由于材料内部的不可逆变形造成热耗散，所以在裂纹尖端区域内必须存在一个由内耗散热所形成的温度场。测定这个温度场的方法和实测结果，讨论了内耗散热对裂纹扩展速度的影响，为研究材料的热力辐合效应提供了实验依据。弹性变形是可逆过程，而塑性变形是不可逆过程，塑性功耗散为热，热的积集又返回来影响着变形过程。如何用不可逆过程热力学描述塑性变形的宏观物理过程愈来愈显得重要。而作为理论研究的实验基础是不可缺少的，尤其是在宏观唯象研究中。所以进行热力藕合方面的实验研究是必要的。为了证明在裂尖区存在一个由于内部不可逆变形造成的热耗散而形成的温度场，并且研究其对裂纹扩展的影响，测定温度场就很有意义。当然，如果以经典断裂理论为前提进行金属材料的裂纹扩展的研究，裂尖温度场的影响就被忽略。但是这种忽略是否合理，尤其对非金属材料，则测定裂尖区温度场就是关键。我们测定了塑料试件在裂纹扩展中裂尖区的温度场，其中试件上，裂尖前缘温度高的点比试件的初始温度升高了这一事实说明经典断裂理论在研究非金属材料时，忽略内耗热的影响是不完善的，需要进一步修正。所以在裂尖区内部相当于存在热源，我们称这种由内耗散产生的热源为内热源，它是分布在裂尖区的一个函数，用表示。在给定初值条件和边界条件下可从上面给出的热传导方程中求出扛少，文给出了金属材料裂尖塑性区温度场的计算值。随着裂纹的扩展而变化的场值，所以要求测温设备灵敏度高，且不扰动被测温度场，因此，采用先进的红外测温技术。红外测温仪的原理是以普朗克辐射定律为理论根据，它脱离了热平衡的束缚，通过对被测件红外辐射能的测定，经黑体标定，从而确定被测目标的温度。红外测温仪具有非接触测童，响应速度快，不扰动被测目标温度场的特点。