【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 料的強(qiáng)度和塑韌性。因?yàn)? 晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力，晶粒細(xì)小，晶界總面積增加，晶界處塞積的位錯(cuò)數(shù)減 少，有利于降低應(yīng)力集中；同時(shí)晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。 ②金相組織：較低強(qiáng)度水平時(shí)強(qiáng)度相等而組織不同的鋼，沖擊吸收功和韌脆轉(zhuǎn)變溫度以馬氏體高溫回火最佳，貝氏體回火組織次之，片狀珠光體組織最差。鋼中夾雜物、碳化物等第二相質(zhì)點(diǎn)對(duì)鋼的脆性有重要影響，當(dāng)其尺寸增大時(shí)均使材料韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。五. 試述焊接船舶比鉚接船舶容易發(fā)生脆性破壞的原因。焊接容易在焊縫處形成粗大金相組織氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、錯(cuò)邊、咬邊等缺陷，增加裂紋敏感度，增加材料的脆性，容易發(fā)生脆性斷裂。七. 試從宏觀上和微觀上解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而另外一些材料則沒(méi)有？宏觀上，體心立方中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼隨溫度的降低沖擊功急劇下降，具有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。而高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在很寬的溫度范圍內(nèi)，沖擊功都很低，沒(méi)有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。面心立方金屬及其合金一般沒(méi)有韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。微觀上，體心立方金屬中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力對(duì)溫度變化非常敏感，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力隨溫度下降而增加，在低溫下，該材料處于脆性狀態(tài)。而面心立方金屬因位錯(cuò)寬度比較大，對(duì)溫度不敏感，故一般不顯示低溫脆性。體心立方金屬的低溫脆性還可能與遲屈服現(xiàn)象有關(guān)，對(duì)低碳鋼施加一高速到高于屈服強(qiáng)度時(shí)，材料并不立即產(chǎn)生屈服，而需要經(jīng)過(guò)一段孕育期（稱為遲屈時(shí)間）才開(kāi)始塑性變形，這種現(xiàn)象稱為遲屈服現(xiàn)象。由于材料在孕育期中只產(chǎn)生彈性變形，沒(méi)有塑性變形消耗能量，所以有利于裂紋擴(kuò)展，往往表現(xiàn)為脆性破壞。第四章 金屬的斷裂韌度 名詞解釋低應(yīng)力脆斷：高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼的機(jī)件 ，中低強(qiáng)度鋼的大型、重型機(jī)件在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂。張開(kāi)型（型）裂紋： 拉應(yīng)力垂直作用于裂紋擴(kuò)展面，裂紋沿作用力方向張開(kāi)，沿裂紋面擴(kuò)展的裂紋。應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子 ： 在裂紋尖端區(qū)域各點(diǎn)的應(yīng)力分量除了決定于位置外，尚與強(qiáng)度因子有關(guān)，對(duì)于某一確定的點(diǎn)，其應(yīng)力分量由確定， 越大，則應(yīng)力場(chǎng)各點(diǎn)應(yīng)力分量也越大，這樣就可以表示應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度，稱為應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子。 “I”表示I型裂紋?！綪68】小范圍屈服： 塑性區(qū)的尺寸較裂紋尺寸及凈截面尺寸為小時(shí)（小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上），這就稱為小范圍屈服?！綪71】有效屈服應(yīng)力：裂紋在發(fā)生屈服時(shí)的應(yīng)力?！拘聲?shū)P73】有效裂紋長(zhǎng)度：因裂紋尖端塑性區(qū)的存在，屈服區(qū)內(nèi)松弛的應(yīng)力將疊加至屈服區(qū)之外，從而使屈服區(qū)之外的應(yīng)力增加，其效果相當(dāng)于因裂紋長(zhǎng)度增加ry后對(duì)裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的影響，經(jīng)修正后的裂紋長(zhǎng)度即為有效裂紋長(zhǎng)度: a + ry?！拘翽74】。裂紋擴(kuò)展K判據(jù)：裂紋在受力時(shí)只要滿足 ，即使存在裂紋，若 也不會(huì)斷裂。新P71裂紋擴(kuò)展能量釋放率GI：I型裂紋擴(kuò)展單位長(zhǎng)度時(shí)系統(tǒng)勢(shì)能的釋放率。P76裂紋擴(kuò)展G判據(jù)： ，當(dāng)ＧＩ滿足上述條件時(shí)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂。P77Ｊ積分：彈塑性斷裂力學(xué)常用的一種研究方法，有兩種定義或表達(dá)式：一是線積分：二是形變功差率。P89裂紋擴(kuò)展Ｊ判據(jù)：，只要滿足上述條件，裂紋開(kāi)始擴(kuò)展。P90ＣＯＤ：crack opening Displacement,裂紋張開(kāi)位移。P90ＣＯＤ判據(jù)：，當(dāng)滿足上述條件時(shí)，裂紋開(kāi)始擴(kuò)展。P91說(shuō)明下列斷裂韌度指標(biāo)的意義及其相互關(guān)系和 答： 臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的記作或，為平面應(yīng)變下的斷裂韌度，表示在平面應(yīng)變條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。為平面應(yīng)力（在薄板中）斷裂韌度，表示在平面應(yīng)力條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。它們都是型裂紋的材料裂紋韌性指標(biāo)，但值與試樣厚度無(wú)關(guān)。當(dāng)試樣厚度增加，使裂紋尖端達(dá)到平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)，斷裂韌度趨于一穩(wěn)定的最低值，即為，它與試樣厚度無(wú)關(guān)，而是真正的材料常數(shù)。P71 答： 當(dāng)增加到某一臨界值時(shí)，能克服裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的阻力，則裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂。將的臨界值記作，稱斷裂韌度，表示材料阻止裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展時(shí)單位面積所消耗的能量，其單位與相同，MPam 。P77ＪＩＣ：在平面應(yīng)變條件下，J積分的臨界值ＪＩＣ也稱材料的斷裂韌度，表示材料抵抗裂紋開(kāi)始擴(kuò)展的能力，其單位與GIC相同，為MPam。P90：用裂紋張開(kāi)位移表示的材料斷裂韌度，Ｊ判據(jù)和判據(jù)一樣都是裂紋開(kāi)始擴(kuò)展的裂紋判據(jù)，而不是裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的裂紋判據(jù)。P91/P104試述低應(yīng)力脆斷的原因及防止方法。答： 低應(yīng)力脆斷的原因：在材料的生產(chǎn)、機(jī)件的加工和使用過(guò)程中產(chǎn)生不可避免的宏觀裂紋，從而使機(jī)件在低于屈服應(yīng)力的情況發(fā)生斷裂。 預(yù)防措施：將斷裂判據(jù)用于機(jī)件的設(shè)計(jì)上，在給定裂紋尺寸的情況下，確定機(jī)件允許的最大工作應(yīng)力，或者當(dāng)機(jī)件的工作應(yīng)力確定后，根據(jù)斷裂判據(jù)確定機(jī)件不發(fā)生脆性斷裂時(shí)所允許的最大裂紋尺寸。為什么研究裂紋擴(kuò)展的力學(xué)條件時(shí)不用應(yīng)力判據(jù)而用其它判據(jù)？答：由4—1可知，裂紋前端的應(yīng)力是一個(gè)變化復(fù)雜的多向應(yīng)力，如用它直接建立裂紋擴(kuò)展的應(yīng)力判據(jù)，顯得十分復(fù)雜和困難；而且當(dāng)r→0時(shí)，不論外加平均應(yīng)力如何小，裂紋尖端各應(yīng)力分量均趨于無(wú)限大，構(gòu)件就失去了承載能力，也就是說(shuō)，只要構(gòu)件一有裂紋就會(huì)破壞，這顯然與實(shí)際情況不符。這說(shuō)明經(jīng)典的強(qiáng)度理論單純用應(yīng)力大小來(lái)判斷受載的裂紋體是否破壞是不正確的。因此無(wú)法用應(yīng)力判據(jù)處理這一問(wèn)題。因此只能用其它判據(jù)來(lái)解決這一問(wèn)題。 試述應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的意義及典型裂紋的表達(dá)式答：新書(shū)P69舊書(shū)P80參看書(shū)中圖（應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的意義見(jiàn)上） 幾種裂紋的表達(dá)式，無(wú)限大板穿透裂紋：；有限寬板穿透裂紋：；有限寬板單邊直裂紋：當(dāng)ba時(shí)，；受彎單邊裂紋梁：；無(wú)限大物體內(nèi)部有橢圓片裂紋，遠(yuǎn)處受均勻拉伸：；無(wú)限大物體表面有半橢圓裂紋，遠(yuǎn)處均受拉伸：A點(diǎn)的。 試述K判據(jù)的意義及用途。答： K判據(jù)解決了經(jīng)典的強(qiáng)度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會(huì)產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷的原因。K判據(jù)將材料斷裂韌度同機(jī)件的工作應(yīng)力及裂紋尺寸的關(guān)系定量地聯(lián)系起來(lái)，可直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算，估算裂紋體的最大承載能力、允許的裂紋最大尺寸，以及用于正確選擇機(jī)件材料、優(yōu)化工藝等。P71/P83 試述裂紋尖端塑性區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響因素。答：機(jī)件上由于存在裂紋，在裂紋尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)σy趨于材料的屈服應(yīng)力時(shí)，在裂紋尖端處便開(kāi)始屈服產(chǎn)生塑性變形，從而形成塑性區(qū)。影響塑性區(qū)大小的因素有：裂紋在厚板中所處的位置，板中心處于平面應(yīng)變狀態(tài)，塑性區(qū)較小；板表面處于平面應(yīng)力狀態(tài)，塑性區(qū)較大。但是無(wú)論平面應(yīng)力或平面應(yīng)變，塑性區(qū)寬度總是與（KIC/σs)2成正比。試述塑性區(qū)對(duì)KI的影響及KI的修正方法和結(jié)果。由于裂紋尖端塑性區(qū)的存在將會(huì)降低裂紋體的剛度，相當(dāng)于裂紋長(zhǎng)度的增加，因而影響應(yīng)力場(chǎng)和及KI的計(jì)算，所以要對(duì)KI進(jìn)行修正。最簡(jiǎn)單而適用的修正方法是在計(jì)算KI時(shí)采用“有效裂紋尺寸”，即以虛擬有效裂紋代替實(shí)際裂紋，然后用線彈性理論所得的公式進(jìn)行計(jì)算?；舅悸肥牵核苄詤^(qū)松弛彈性應(yīng)力的作用于裂紋長(zhǎng)度增加松弛彈性應(yīng)力的作用是等同的，從而引入“有效長(zhǎng)度”的概念，它實(shí)際包括裂紋長(zhǎng)度和塑性區(qū)松弛應(yīng)力的作用。（4—15）的計(jì)算結(jié)果忽略了在塑性區(qū)內(nèi)應(yīng)變能釋放率與彈性體應(yīng)變能釋放率的差別，因此，只是近似結(jié)果。當(dāng)塑性區(qū)小時(shí)，或塑性區(qū)周?chē)鸀閺V大的彈性去所包圍時(shí)，這種結(jié)果還是很精確。但是當(dāng)塑性區(qū)較大時(shí)，即屬于大范圍屈服或整體屈服時(shí)，這個(gè)結(jié)果是不適用的。11 ＣＯＤ的意義：