王琼琦，李荣锋，张显程，王国珍，涂善东

(1.华东理工大学 承压系统与安全重点实验室，上海 200237;2.东莞材料基因高等理工研究院，广东东莞 523808)

0 引言

延性材料因具有高的断裂抗力而广泛应用于核电、油气长输管道和航空航天等领域。在延性材料单调加载过程中，失稳断裂之前裂纹尖端经历了相当大的塑性变形和显著的稳态裂纹扩展。对延性材料的稳态裂纹扩展机制和失稳断裂研究是断裂力学的重要研究方向之一。传统的线弹性断裂力学不适用于预测韧性材料的断裂，而弹塑性断裂力学参数COD和J积分方法主要用于延性材料的断裂起裂的预测[1-3]。从20世纪60年代之后，针对延性材料在Ⅰ型加载下的稳态裂纹扩展行为进行了大量的弹塑性断裂力学和有限元模拟研究[4-10]，提出了一系列断裂准则，如裂纹尖端应力或应变、裂纹尖端张开位移或角度、裂纹尖端能量释放率、J积分和撕裂模量等。在这些断裂参数中，临界裂纹尖端张开角(CTOA)或距裂纹尖端一定距离处的张开位移(CTOD)最适合模拟裂纹的稳态扩展和随后的失稳断裂[11]。1973年，Andersson[5]在稳态裂纹扩展的有限元模拟中首次引进裂纹尖端张开角作为断裂准则，发现用这种方法可有效地定量模拟薄板结构的裂纹稳定扩展行为，同时提出了有效的试验测定CTOA的方法。近50年来，对CTOA作为断裂参数进行了广泛而深入地研究，并建立了相应的测试标准。本文针对CTOA断裂参数在试验和模拟研究、应用和标准化等方面的发展进行简要综述，并探讨发展趋势。……