1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1 断裂力学研究的历史背景及工程意义

工业革命以来，随着金属材料的大量使用，大型工程结构和建筑持续涌现，由断裂所造成灾难性的不测事故数量不断增加，这对人类的生命财产安全造成了巨大的危害。在第一次工业革命期间，每年英国都会因为车辆、车轴、轨道等发生断裂造成200多人丧生。此外在英国每年都会有五六十起因断裂而造成的锅炉爆炸事件，这些爆炸均造成了巨大的经济损失和人员伤亡。第二次工业革命以来，随着全焊接技术的出现和大量应用，产生了一种新的结构破坏事故。在比利时阿尔伯特运河上50多座采用全焊接方法建造的钢结构桥梁，在建成的10多年时间里，总共发生了14起严重的断裂破坏事故，其中有六起发生在低温下。在第二次世界大战期间，美国采用全焊接技术制造的5000余艘自由轮中，竟发生了高达1000多例的断裂事故，其中有些船甚至因此而完全沉没。全焊接技术虽然比铆接技术大大缩减了建造周期和制造成本，但是却带来了严重的断裂事故，且这些断裂经常是在低应力的情况下发生，这引起了多国的关注和研究。在美国，irwin领导的研究小组对这些断裂问题进行了系统的研究，直接促使了断裂力学的诞生^[1]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.4 研究方法及内容

相对于传统有限元法来说，扩展有限元法允许裂纹在单元内部和穿过单元，可以在规则网格上计算复杂裂纹。且模拟裂纹扩展时，不需要对网格进行重新剖分，节省了计算成本。在裂纹面和裂纹尖端采用增强函数构造非连续性，对裂纹面和裂纹尖端附近的单元节点增加附加自由度，通过满足适当性质的形函数来捕捉裂纹尖端奇异场，可以在粗网格上获得精确解答^[49]。所以本文采用扩展有限单元法对i-ii复合型裂纹的扩展进行相关研究，主要的研究内容如下：

（1）介绍了断裂力学研究的历史背景及工程意义，对断裂力学的发展和i-ii复合型裂纹的研究现状进行了概述。并对扩展有限单元法的研究现状及应用进行了介绍。