吴鹏飞， 杨邦成

(昆明理工大学 建筑工程学院， 昆明 650504)

在断裂力学中通过试验研究结构疲劳破坏主要分为高周和低周疲劳裂纹扩展，高周疲劳破坏由于低应力高频率的特点裂纹尖端塑性区较小通常按照线弹性断裂力学(LEFM)的方法研究，疲劳裂纹扩展速率常采用著名的Paris公式表示。苏少普等[1]研究了紧凑拉伸剪切结构的复合型疲劳裂纹扩展，利用多种等效应力强度因子幅公式预测材料疲劳寿命；熊勋等[2]通过实验及有限元仿真研究了CT试件疲劳裂纹扩展及利用Paris进行寿命预测。Sajith等[3]利用多种等效应力强度因子幅经验公式研究了复合疲劳裂纹扩展。在Ⅰ-Ⅱ复合型加载下由于裂纹尖端有KⅠ、KⅡ,研究者们通过实验方法给出了多种求解裂纹尖端等效应力强度因子幅值(ΔK*)的经验公式，对于准确描述裂纹扩展速率存在一定的缺陷。

J积分作为弹塑性断裂力学中十分重要的参量，同线弹性断裂力学中应力强度因子一样，能够准确描述裂纹尖端区域的应力应变场常被用于高应力低循环的低周疲劳裂纹扩展中[4]。由于J积分表达式分为线弹性部分和弹塑性部分表明J积分不仅能用于弹塑性，在小范围屈服状态下也能很好地作为线弹性疲劳裂纹扩展参量并避免了在复合加载下K因子需要等效的劣势。Tanaka等[5-6]首先提出了以循环J积分作为疲劳裂纹扩展的判据并利用J积分方法研究了扭转荷载下钢材的疲劳裂纹扩展；Li等[7]利用J积分研究了钢材在不同应力比下的疲劳裂纹扩展规律；……