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正文內(nèi)容

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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