技術(shù)特征：

1.一種表面裂紋擴展形狀的計算方法，其包括以下步驟：

S1，確定材料或結(jié)構(gòu)形狀對裂紋處應力強度因子影響系數(shù)；

S2，分別計算表面裂紋表面點與尖點的應力強度因子；

S3，分別計算表面裂紋表面點與尖點的能量釋放率；

S4，計算有效能量釋放率；

S5，基于能量釋放率理論建立函數(shù)關(guān)系；

S6，求解表面裂紋形狀參數(shù)a與c的關(guān)系，確定表面裂紋擴展過程中的形狀變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述步驟S1中，確定材料或結(jié)構(gòu)形狀對計算表面裂紋應力強度因子的影響系數(shù)M_K，所述M_K由表面裂紋所在位置的結(jié)構(gòu)形式確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述步驟S2中，分別計算表面裂紋上表面點(C點)與尖點(A點)的應力強度因子K_C和K_A，其中，在計算應力強度因子K_C和K_A時采用下述公式：外載荷在裂紋處產(chǎn)生的I型應力強度因子為：式中：σ_t為拉伸應力，σ_b為彎曲應力，a/c為裂紋縱橫比，a/B為裂紋深度比，W為板寬，為表面裂紋參數(shù)角，Φ為半橢圓積分，其中，

$H_1=1-0.34\left(\frac{a}{B}\right)-0.11\left(\frac{a}{c}\right)\·\left(\frac{a}{B}\right)$

$H_2=1+G_1\left(\frac{a}{B}\right)+G_2{\left(\frac{a}{B}\right)}^2$

$G_1=-1.22-0.12\left(\frac{a}{c}\right)$

$G_2=-0.55-1.05{\left(\frac{a}{c}\right)}^{0.75}+0.47{\left(\frac{a}{c}\right)}^{1.5}$

$p=0.2+\frac{a}{c}+0.6\frac{a}{B}.$

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述的計算方式為：

式中：

$M_2=-0.54+\frac{0.89}{0.2+a/c}$

$M_2=0.5-\frac{1}{0.65+a/c}+\frac{14}{{(1-a/c)}^{24}}$

$f_w={\[Sec\left(\frac{\mathrm{\π}}{2}\·\frac{2c}{W}\·\sqrt{\frac{a}{B}}\right)\]}^{\frac{1}{2}}.$

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述步驟S3中，分別計算表面裂紋上表面點(C點)與尖點(A點)的能量釋放率G_A和G_C；其中，式中，

E為材料彈性模量，υ為泊松比。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述步驟S4中，考慮裂紋擴展過程中的裂紋閉合影響，分別計算表面裂紋上表面點(C點)與尖點(A點)的有效能量釋放率G_Aeff和G_Ceff；

$G_{eff}=\frac{K_{Ieff}^2}{E^{\′}}=\frac{{\left({\mathrm{UK}}_I\right)}^2}{E}$

式中，U表示裂紋擴展過程中裂紋閉合效應的影響，半橢圓裂紋表面點C處的張開比與尖點A處的張開比比值近似為0.9，因此，表面裂紋研究計算過程中取U_C/U_A＝0.9。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述步驟S5中，基于能量釋放率理論，假設(shè)表面裂紋上沿各點處能量釋放率相等，建立表面裂紋上表面點(C點)與尖點(A點)處能量釋放率關(guān)系G_Aeff＝G_Ceff。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面裂紋擴展形狀的計算方法，其特征在于，所述步驟S6中，根據(jù)所建立的函數(shù)關(guān)系求解半橢圓表面裂紋參數(shù)a與c關(guān)系，即可確定表面裂紋擴展過程中的形狀變化。