斷裂力學(xué)強(qiáng)度理論ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-27 18:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 楚。 貝紋的條紋基本平行，但略帶彎曲，呈波浪狀；條紋線與裂紋開裂方向垂直；每條條紋代表一次載荷過程，條紋總數(shù)就是變載次數(shù)；上、下斷口的紋路完全對(duì)應(yīng)。 Date 32 裂紋尖端的應(yīng)力位移場(chǎng)n 裂紋的基本類型n 裂紋尖端附近的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)Date 33 裂紋的基本類型n 按裂紋所處位置：穿透裂紋 表面裂紋 埋藏裂紋Date 34 裂紋的基本類型n 按裂紋受力情況： 裂紋表面裂紋前緣IIIIII張開型張開型 (I) 滑開型滑開型 (ⅡⅡ ) 撕開型撕開型 (ⅢⅢ )Date 35 裂紋的基本類型（練習(xí)）Date 36 裂紋尖端附近的應(yīng)力位移場(chǎng)n 分析方法：–按彈性理論；–分析邊界條件；–求解應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)Date 37 裂紋尖端附近的應(yīng)力位移場(chǎng)– 裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分析得 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的一般表達(dá)式 ：中心貫穿裂中心貫穿裂紋無限大板紋無限大板Date 38 裂紋尖端附近的應(yīng)力位移場(chǎng)n 結(jié)論：Date 39 應(yīng)力強(qiáng)度因子及其求 法n 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的一般表達(dá)式：n 應(yīng)力場(chǎng)分析：– 裂紋尖端附近區(qū)域的應(yīng)力分布是位置坐標(biāo)的函數(shù)，與無限遠(yuǎn)處的應(yīng)力大小和裂紋長(zhǎng)度無關(guān)；– 應(yīng)力在裂紋尖端出現(xiàn)奇異點(diǎn)； – 應(yīng)力強(qiáng)度因子在裂紋尖端是一個(gè)有限量； n 結(jié)論 ： 應(yīng)力不適宜作為建立強(qiáng)度條件的物理參量。Date 40 應(yīng)力強(qiáng)度因子及其 求法n 應(yīng)力強(qiáng)度因子的特性：– 應(yīng)力強(qiáng)度因子是裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)度的度量；– 應(yīng)力強(qiáng)度因子是裂紋尖端應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)具有奇異性的度量 ；– 應(yīng)力強(qiáng)度因子的臨界值是材料本身的固有屬性。 n 結(jié)論：利用應(yīng)力強(qiáng)度因子建立破壞條件是適當(dāng)?shù)?。Date 41 應(yīng)力強(qiáng)度因子及其求法n 應(yīng)力強(qiáng)度因子的一般表達(dá)式n 應(yīng)力強(qiáng)度因子的求法252。 計(jì)算法252。 查表法252。 疊加法Date 42 應(yīng)力強(qiáng)度因子及其求 法應(yīng)力強(qiáng)度因子的疊加Date 43 應(yīng)力強(qiáng)度因子及其求 法n 求應(yīng)力強(qiáng)度因子的疊加原理–受力的分解與疊加–結(jié)構(gòu)與受力同時(shí)分解與疊加–不同類型裂紋考慮復(fù)合型準(zhǔn)則Date 44 脆性斷裂的 K準(zhǔn)則n 應(yīng)變能釋放率與 G準(zhǔn)則n 應(yīng)力強(qiáng)度因子與應(yīng)變能釋放率之間的關(guān)系n 脆性斷裂的 K準(zhǔn)則n K準(zhǔn)則的工程應(yīng)用n 復(fù)合型斷裂準(zhǔn)則Date 45 應(yīng)變能釋放率與 G準(zhǔn)則n 分析原理：能量法應(yīng)變能釋放率 裂紋擴(kuò)展需要吸 收的能量率擴(kuò)展穩(wěn)定臨界裂紋臨界條件： G準(zhǔn)則Date 46 應(yīng)變能釋放率與 G準(zhǔn)則n 無限大板受拉伸實(shí)例臨界條件臨界應(yīng)力臨界裂紋長(zhǎng)度Date 47 應(yīng)變能釋放率與 G準(zhǔn)則n 討論–GIc是材料常數(shù)，表征材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵抗能力，由實(shí)驗(yàn)來確定。 –上述工程應(yīng)用實(shí)例適用于脆性材料。–金屬材料的 G準(zhǔn)則：應(yīng)變能釋放率應(yīng)變能釋放率 =形成新表面所需表面能形成新表面所需表面能 +裂紋擴(kuò)展所需裂紋擴(kuò)展所需塑性變形能。塑性變形能。Date 48 應(yīng)力強(qiáng)度因子與應(yīng)變能釋放率之間的關(guān)系n 在討論線彈性斷裂問題時(shí)，應(yīng)用 G和 K為參數(shù)是等價(jià)的。 Date 49 脆性斷裂的 K準(zhǔn)則n K準(zhǔn)則 :nKI和 KIc的物理意義252。KI ： 應(yīng)力強(qiáng)度因子，計(jì)算得到。252。KIc ： 斷裂韌性：材料抵抗脆性斷裂的能力 。nKIc的試驗(yàn)獲得n平面應(yīng)變斷裂韌性Date 50 K準(zhǔn)則的工程應(yīng)用n K準(zhǔn)則 :n臨界應(yīng)力n臨界裂紋長(zhǎng)度Date 51 K準(zhǔn)則的工程應(yīng)用n 應(yīng)用場(chǎng)合：– 已知應(yīng)力，求臨界裂紋長(zhǎng)度；– 已知裂紋長(zhǎng)度，求臨界應(yīng)力（剩余強(qiáng)度）。n 應(yīng)用步驟：– 通過無損檢測(cè)，確定裂紋 a的長(zhǎng)度及位置；– 對(duì)缺陷進(jìn)行分析，計(jì)算或查表得到應(yīng)力強(qiáng)度因子 K的表達(dá)式；– 通過試驗(yàn)或查表，確定材料的平面應(yīng)變斷裂韌性 KIc值；– 根據(jù) K準(zhǔn)則，進(jìn)行斷裂力學(xué)分析，確定臨界裂紋長(zhǎng)度 ac或臨界應(yīng)力（剩余強(qiáng)度）值。Date 52 K準(zhǔn)則的工程應(yīng)用（實(shí)例 1）n 1950年，美國(guó)北極星導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體發(fā)生爆炸事件。已知?dú)んw材料為 D6GC高強(qiáng)度鋼， ， ～ ，傳統(tǒng)檢驗(yàn)合格，水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)爆炸，破壞應(yīng)力為 。材料的斷裂韌性為 ～ ，試分析其低應(yīng)力脆斷的原因。 Date 53 K準(zhǔn)則的工程應(yīng)用（實(shí)例 1）n 應(yīng)力分析周向應(yīng)力和軸向應(yīng)力圖Date
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