斷裂力學強度理論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應。 Date 32 裂紋尖端的應力位移場n 裂紋的基本類型n 裂紋尖端附近的應力場和位移場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）Date 36 裂紋尖端附近的應力位移場n 分析方法：–按彈性理論；–分析邊界條件；–求解應力場和位移場Date 37 裂紋尖端附近的應力位移場– 裂紋尖端應力應變場分析得 裂紋尖端應力場的一般表達式 ：中心貫穿裂中心貫穿裂紋無限大板紋無限大板Date 38 裂紋尖端附近的應力位移場n 結(jié)論：Date 39 應力強度因子及其求 法n 裂紋尖端應力場和位移場的一般表達式：n 應力場分析：– 裂紋尖端附近區(qū)域的應力分布是位置坐標的函數(shù)，與無限遠處的應力大小和裂紋長度無關(guān)；– 應力在裂紋尖端出現(xiàn)奇異點； – 應力強度因子在裂紋尖端是一個有限量； n 結(jié)論 ： 應力不適宜作為建立強度條件的物理參量。Date 40 應力強度因子及其 求法n 應力強度因子的特性：– 應力強度因子是裂紋尖端應力應變場強度的度量；– 應力強度因子是裂紋尖端應力應變場具有奇異性的度量 ；– 應力強度因子的臨界值是材料本身的固有屬性。 n 結(jié)論：利用應力強度因子建立破壞條件是適當?shù)?。Date 41 應力強度因子及其求法n 應力強度因子的一般表達式n 應力強度因子的求法252。 計算法252。 查表法252。 疊加法Date 42 應力強度因子及其求 法應力強度因子的疊加Date 43 應力強度因子及其求 法n 求應力強度因子的疊加原理–受力的分解與疊加–結(jié)構(gòu)與受力同時分解與疊加–不同類型裂紋考慮復合型準則Date 44 脆性斷裂的 K準則n 應變能釋放率與 G準則n 應力強度因子與應變能釋放率之間的關(guān)系n 脆性斷裂的 K準則n K準則的工程應用n 復合型斷裂準則Date 45 應變能釋放率與 G準則n 分析原理：能量法應變能釋放率 裂紋擴展需要吸 收的能量率擴展穩(wěn)定臨界裂紋臨界條件： G準則Date 46 應變能釋放率與 G準則n 無限大板受拉伸實例臨界條件臨界應力臨界裂紋長度Date 47 應變能釋放率與 G準則n 討論–GIc是材料常數(shù)，表征材料對裂紋擴展的抵抗能力，由實驗來確定。 –上述工程應用實例適用于脆性材料。–金屬材料的 G準則：應變能釋放率應變能釋放率 =形成新表面所需表面能形成新表面所需表面能 +裂紋擴展所需裂紋擴展所需塑性變形能。塑性變形能。Date 48 應力強度因子與應變能釋放率之間的關(guān)系n 在討論線彈性斷裂問題時，應用 G和 K為參數(shù)是等價的。 Date 49 脆性斷裂的 K準則n K準則 :nKI和 KIc的物理意義252。KI ： 應力強度因子，計算得到。252。KIc ： 斷裂韌性：材料抵抗脆性斷裂的能力 。nKIc的試驗獲得n平面應變斷裂韌性Date 50 K準則的工程應用n K準則 :n臨界應力n臨界裂紋長度Date 51 K準則的工程應用n 應用場合：– 已知應力，求臨界裂紋長度；– 已知裂紋長度，求臨界應力（剩余強度）。n 應用步驟：– 通過無損檢測，確定裂紋 a的長度及位置；– 對缺陷進行分析，計算或查表得到應力強度因子 K的表達式；– 通過試驗或查表，確定材料的平面應變斷裂韌性 KIc值；– 根據(jù) K準則，進行斷裂力學分析，確定臨界裂紋長度 ac或臨界應力（剩余強度）值。Date 52 K準則的工程應用（實例 1）n 1950年，美國北極星導彈發(fā)動機殼體發(fā)生爆炸事件。已知殼體材料為 D6GC高強度鋼， ， ～ ，傳統(tǒng)檢驗合格，水壓實驗時爆炸，破壞應力為 。材料的斷裂韌性為 ～ ，試分析其低應力脆斷的原因。 Date 53 K準則的工程應用（實例 1）n 應力分析周向應力和軸向應力圖Date
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