斷裂力學(xué)1緒論,griffith斷裂準(zhǔn)則(存儲(chǔ)版)
【正文】 ，主要原因在于材料中存在大量 缺陷 ? Griffith將 Inglis的數(shù)學(xué)解中橢圓的一個(gè)軸趨近于零，得到 Griffith裂紋 Griffith理論的核心思想 ? 能量平衡的思想： 裂紋擴(kuò)展力＝裂紋的擴(kuò)展阻力 勢能的釋放提供， 例如彈性能 形成新表面的表面能， （或者塑性耗散能 Orowan） 斷裂力學(xué)經(jīng)典問題 ? 中心穿透裂紋， ，板可視為無限大 ? 位移加載，上下端相對(duì)位移為 2 a() al???() bl???? ?() cl???la???斷裂力學(xué)經(jīng)典問題 ? a問題等于 b問題和 c問題的疊加 ?位移控制加載時(shí) ， b的構(gòu)形無變化 ， 沒有能量變化 ， 因而在 a中裂紋發(fā)生微小擴(kuò)展 時(shí) ， 問題 a中的能量變化等于 c中的能量變化 da斷裂力學(xué)經(jīng)典問題 ? 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有 系統(tǒng)內(nèi)能 動(dòng)能，在準(zhǔn)靜態(tài)過程中可忽略 表面能 外力功，位移加載時(shí)，在裂紋擴(kuò)展過程中，外力功為零 外界向系統(tǒng)的熱量輸入 cU T W Q? ? ? ? ?amp。若不是及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取了補(bǔ)強(qiáng)措施，將會(huì)發(fā)生火災(zāi)和人員傷亡的災(zāi)難性后果。 斷裂力學(xué) ?意義與工程背景 工程斷裂實(shí)例 ? 20世紀(jì) 50年代連續(xù)發(fā)生的彗星號(hào)客機(jī)失事， ? 20世紀(jì) 70年代以來軍用和民航飛機(jī)的多次墜毀， ? 20世紀(jì) 80年代天然氣管道和壓力容器的裂紋擴(kuò)展， ? 20世紀(jì) 90年代的高速列車出軌事故 斷裂力學(xué) ?意義與工程背景 斷裂力學(xué) This ship with a welded steel hull failed by brittle propagation of a crack while moored in dock! ?斷裂實(shí)例 斷裂力學(xué) 斷裂力學(xué) ?意義與工程背景 斷裂力學(xué)簡介 Nf = Ni + Np Dominates at highcycle fatigue Fatigue crack propagation: I and II Crack initiation and propagation Stage II: Benchmark (clamshell) Striations 斷裂力學(xué)簡介 據(jù)美國和歐共體的權(quán)威專業(yè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)：世界上由于機(jī)件、構(gòu)件及電子元件的斷裂、疲勞、腐蝕、磨損破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 各國國民生產(chǎn)總值的 6～ 8%。amp。 ? Irwin認(rèn)為： Griffith理論可以應(yīng)用于工程準(zhǔn)脆性材料，其條件為：裂紋尖端塑性變形區(qū)尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于裂紋長度或其他特征尺寸。 ? ? ? ?ReU z z z????????? ? ? ?z z d z??? ?? ? ? ?ReU z z z d z?????????若記 則： 這就是著名的 古薩應(yīng)力函數(shù) ，其中， ， 為解析函數(shù)。 線彈性力學(xué)的平面問題和反平面剪切問題 平面問題的復(fù)變函數(shù)表示 應(yīng)力組合與位移組合 ,UU? ? ? ? ? ? ????? ? ?4 0U??? ?,U f s???? ?? ?.U f s c onstdU gsdn? ? ??????在 內(nèi) 在 上 ?t?或： 在 上 t?? ?4 ,0U x y?? , z x i y z x i y? ? ?
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