工程斷裂力學(xué)第一章(已修改)
2024-09-28 20:58 本頁(yè)面
【正文】 工 程 斷 裂 力 學(xué) 專業(yè)：工程力學(xué) 學(xué)時(shí)： 32 教師：高峰 力學(xué)課程層次 ? 剛體力學(xué) ：理論力學(xué)，分析力學(xué)，多剛體力學(xué)，天體力學(xué)等 ? 理想變形體力學(xué) ：材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈塑性力學(xué)，振動(dòng)力學(xué)，粘彈塑性力學(xué)等 ? 缺陷變形體力學(xué)： 斷裂力學(xué)，損傷力學(xué)，細(xì)觀力學(xué)，巖石力學(xué)等 課程內(nèi)容 ? 斷裂力學(xué) 是為解決機(jī)械結(jié)構(gòu)斷裂問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的力學(xué)分支，它將力學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)以及數(shù)學(xué)、工程科學(xué)緊密結(jié)合，是一門涉及多學(xué)科專業(yè)的力學(xué)專業(yè)課程。 ? 本課程將簡(jiǎn)要介紹斷裂的工程問(wèn)題、能量守恒與斷裂判據(jù)、應(yīng)力強(qiáng)度因子、線彈性和彈塑性斷裂力學(xué)基本理論、裂紋擴(kuò)展、 J積分以及斷裂問(wèn)題的有限元方法等內(nèi)容。 第一章 引 言 ? 關(guān)于斷裂的工程問(wèn)題 1979年 5月－個(gè)晴朗的下午，一架美國(guó)麥克唐納 ?道格拉斯公司制造的 DC－ 10型寬體客機(jī)，從芝加哥國(guó)際機(jī)場(chǎng)起飛。突然間，地面上有人看見(jiàn)飛機(jī)機(jī)翼下的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)脫落了。不到幾秒鐘的時(shí)間，飛機(jī)就從低空掉下來(lái)，飛機(jī)上二百七十多人全部遇難，美國(guó)歷史上最大的空難事件就這樣發(fā)生了。 至今為止，這樣的空難仍然難以完全避免?。?！ 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)為什么會(huì)脫落？ 美國(guó)航空管理局和飛機(jī)制造公司專家調(diào)查后發(fā)現(xiàn) :原來(lái)是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)翼的連接件發(fā)生了斷裂。 斷裂發(fā)生的過(guò)程 ：斷裂是如此突然地發(fā)生，好象事先一點(diǎn)征兆都沒(méi)有。其實(shí)不然，如果在飛機(jī)起飛前仔細(xì)探傷檢查這個(gè)連接件，就有可能發(fā)現(xiàn)一條小裂紋，發(fā)展成這條小裂紋的時(shí)間恐怕并非一日。飛機(jī)每飛行一個(gè)航程，這個(gè)連接件就受到一個(gè)大循環(huán)的隨機(jī)疲勞載荷。如果這個(gè)連接件在制造后安裝時(shí)就已產(chǎn)生缺陷，則隨飛機(jī)飛行次數(shù)和飛行時(shí)間的增加，缺陷就可能發(fā)展成大裂紋，并且越來(lái)越長(zhǎng)，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定長(zhǎng)度時(shí)，連接件就突然發(fā)生斷裂。 斷裂事故 二次世界大戰(zhàn)期間，特別是四十年代后期，美國(guó)曾建造了大約 2500艘自由號(hào)型萬(wàn)噸輪，在服役期間有 145艘斷成兩截， 700艘左右嚴(yán)重破壞。 其它： 海洋平臺(tái)發(fā)生崩潰 壓力容器發(fā)生破裂 吊橋的鋼索斷裂 天然氣管道破裂 房屋開(kāi)裂倒塌 氣輪機(jī)葉片斷裂 …… 為什么？ 科學(xué)家與工程師關(guān)心的兩個(gè)問(wèn)題
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