斷裂力學(xué)復(fù)習(xí)ppt課件(完整版)
【正文】 從而： ?c＝ 480（ )1/2＝ 304 (MPa）例題 3 一高強(qiáng)鋼 在 380 186。C 回火下： 顯 然 600 186。為減少重量，醫(yī)生建議用屈服強(qiáng)度為1000Mpa的板材，若設(shè)計(jì)材料的拉伸應(yīng)力為屈服強(qiáng)度的 2/3。最大殘余應(yīng)力位于裂紋中心，其值為 ，假如裂紋面上的殘余應(yīng)力為直線型分布，材料的 為1000MPa ， K1C= 100MPa?m, 求： 如果 該部件承受遠(yuǎn)處拉伸載荷 σ ，會(huì)在多大應(yīng)力水平下破壞？ 加載前若消除殘余應(yīng)力，破壞應(yīng)力將提高多少？例題 6：解： 焊接構(gòu)件除受遠(yuǎn)處載荷 外，還受殘余應(yīng)力 的共同作用。 該容器在實(shí)驗(yàn)室打壓試驗(yàn) P水 ＝ 40 Mpa，求臨界裂紋長(zhǎng)度。 解：受內(nèi)壓薄壁殼體中的最大應(yīng)力是環(huán)向應(yīng)力，且： ? = pd/2t = 8?(2??103) = 800MPa 最危險(xiǎn)的缺陷是縱向裂紋，方向垂直于環(huán)向應(yīng)力。 請(qǐng)問(wèn)，那一種方法效果較好？計(jì)算上述兩種情況構(gòu)件疲勞壽命增加的百分?jǐn)?shù)。 應(yīng)力比 R＝ 200/300=2/3。 解：由已知條件：使用 MN, m, s 制； ?max=220（ MPa）； ?min=20（ MPa）； Δ?＝（ 220－ 20）＝ 200（ MPa）； 由 Kc＝ 80MPa?m； 從 K1c＝ Y?max ； ac= K1c2/(π ? Y2 ? ?max2)=6400/(π ? ? 48400) ac= (m)用 Paris 公式： m=3, A=2x10 12,由載荷頻率 50Hz, 1分鐘將有 50X60＝ 3X103（ cycles)廠長(zhǎng)來(lái)到之前已經(jīng)除事故！m＝ 3由用 Forman公式： m=3, C=3x10 11 謝 謝！Thank you for your attention! 2022年 7月上述推導(dǎo)用了積分公式：Typical values of fracture toughness。 例題 6 一高強(qiáng)鋼板制成的關(guān)鍵部件（葉輪），承受 10—110 kN 的波動(dòng)載荷，頻率 50Hz。 m = 3。視為無(wú)限大中心裂紋板，且為平面應(yīng)力 .由： 在臨界狀態(tài)下有： ? = ? ?c 得到： ac ? 故可以容許的缺陷總長(zhǎng)度為 2a = 。 代入計(jì)算得： ac= (mm) 2ac=(mm) 例題 3 一個(gè)外徑為 , 壁厚 Cr－ Mo 鋼制造的圓筒形狀的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體承受的最大壓力為 8 Mpa，材料的屈服強(qiáng)度為 1200Mpa，楊氏模量為 200Gpa， 小試樣測(cè)得材料的 CTOD（ ?c） 為 50 ?m。在外力和殘余應(yīng)力共同作用條件下，可以用權(quán)函數(shù)方法求得：注意 : 裂紋面上殘余應(yīng)力分布可以用兩點(diǎn)直線方程求得： 從而， 因此， 564155=409(MPa) 提高了 409 MPa 如果消除殘余應(yīng)力，破壞 時(shí) ，當(dāng) a=10 mm 時(shí)， 某構(gòu)件由高強(qiáng)度鋼板焊成，探傷發(fā)現(xiàn)在焊縫中心存在一個(gè) 10mm長(zhǎng)的中心穿透裂紋。 K1=(1000x2/3) = (MPa?m)。 例題 5 醫(yī)用生物護(hù)板用 Ti6Al4V材料，受拉伸載荷。C 回火， ， 假設(shè)這樣處理的無(wú)限大板存在 單邊裂紋 ，設(shè)計(jì)工作應(yīng)力為 計(jì)算上述兩種處理可以容許的臨界裂紋尺寸為多少？ 解： 在 380 186。該壓力容器鋼 E=210GPa，屈服強(qiáng)度 2400MPa，應(yīng)變能釋放率 Gc=130KJ/m2 求 :（ a）若按 von mises 屈服準(zhǔn)則設(shè)計(jì)是否會(huì)破壞？ (b) 若根據(jù) Griffith 理論，陳述可能有多大的裂紋引起這次破壞？ 解 : (a) 判斷 按 von mises 屈服準(zhǔn)則是否破壞，需要先求壓力容器的主應(yīng)力： 由于壓力容器很薄 : 計(jì)算主應(yīng)力可按平面應(yīng)力計(jì)算： 由 von mises 屈服準(zhǔn)則：現(xiàn)左邊：材料遠(yuǎn)沒(méi)有屈服。它是用斷裂力學(xué)原理，根據(jù)材料的裂紋擴(kuò)展速率 da/dN與應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍 △ K的關(guān)系曲線，對(duì)含有損傷 (即有初始裂紋或缺陷）的構(gòu)件
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