工程力學(xué)中斷裂理論在材料中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-07-20 07:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 斷裂力學(xué) 線彈性斷裂力學(xué)的研究對象是線彈性裂紋固體，要求裂紋內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系都是線性的(遵守Hooked定律)。在金屬材料中，裂紋的擴(kuò)展總伴隨著裂紋尖端的塑性變形，并未嚴(yán)格的遵循線彈性斷裂理論，但只要塑性區(qū)尺寸遠(yuǎn)小于裂紋的尺寸，經(jīng)過適當(dāng)?shù)男拚?，不會產(chǎn)生過大的誤差，所以，可以用線彈性理論進(jìn)行分析[2]。但是這也僅適用于塑性區(qū)尺寸遠(yuǎn)小于裂紋尺寸以及裂紋體仍然具有近似彈性性能的情況，它是利用彈性力學(xué)的方法分析裂紋尖端的應(yīng)力場、位移場以及與裂紋擴(kuò)展有關(guān)的能量關(guān)系，可用作脆性材料的斷裂分析。線彈性斷裂力學(xué)的問題，通常使用應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂理論來解決。應(yīng)力強(qiáng)度因子K常用來表征裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力場的強(qiáng)弱，是判斷裂紋是否將進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)的一個指標(biāo)。裂紋頂端附近區(qū)域內(nèi)某一點(diǎn)的位置一旦確定，該點(diǎn)處的應(yīng)力、位移、及應(yīng)變場的大小便唯一地由K來確定。K控制著裂紋頂端應(yīng)力、位移、應(yīng)變場的大小。根據(jù)裂紋類型表示為KⅠ、KⅡ、KⅢ。但是由于理論計(jì)算中假定材料是完全線彈性的，所以在應(yīng)用應(yīng)力強(qiáng)度因子理論時(shí)，要對K進(jìn)行一定的修正。 彈塑性斷裂力學(xué) 彈塑性斷裂力學(xué)適用于裂紋尖端的塑性區(qū)尺寸已接近甚至超過裂紋尺寸的情況，描述裂紋尖端區(qū)域彈塑性應(yīng)力、應(yīng)變場的理論，主要有? 積分理論和COD 理論。裂紋頂端張開位移（COD）是表征裂紋頂端塑性應(yīng)變的一種度量，當(dāng)裂紋頂端的張開位移達(dá)到材料的某一臨界值時(shí)，裂紋即發(fā)生擴(kuò)展[3]。COD理論主要是從裂紋周圍的應(yīng)力及應(yīng)變出發(fā)，以裂紋頂端張開位移作為依據(jù)來處理大范圍屈服問題的理論，在中、低強(qiáng)度鋼的焊接結(jié)構(gòu)和壓力
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