第二章宏微觀破壞力學(xué)基礎(chǔ)-材料的宏微觀力學(xué)性能(編輯修改稿)
2025-09-12 00:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ??xyyxyyx知道了主應(yīng)力表達(dá)式，就可以由屈服準(zhǔn)則確定裂紋尖端塑性區(qū)的形狀和尺寸。 Tresca屈服準(zhǔn)則 ? ?2222s i n12c os21 ?????? ?????????? ????? sIKr對于平面應(yīng)力問題， 這就是平面應(yīng)力情況下，用極坐標(biāo)表示的 I型裂紋尖端塑性區(qū)的邊界方程。 20 21?????????sIKr??? ? 220 2s i n12c os ?????? ?? ???rrTresca屈服準(zhǔn)則 對于平面應(yīng)變問題， 這就是平面應(yīng)變情況下，用極坐標(biāo)表示的 I型裂紋尖端塑性區(qū)的邊界方程。 20 21?????????sIKr??? ? 2222s i n212c os21 ?????? ??????????? ?????? sIKr? ? 220 2s i n212c os ?????? ??? ????rrTresca屈服準(zhǔn)則下的塑性邊界曲線 平面應(yīng)力 平面應(yīng)變 x y Mises屈服準(zhǔn)則 對于平面應(yīng)力問題， 這就是平面應(yīng)力情況下，用極坐標(biāo)表示的 I型裂紋尖端塑性區(qū)的邊界方程。 20 21?????????sIKr??? ? ?????? ?????? ??????????2s i n312c os21 222 ????? sIKr? ? ?????? ??2s i n312c os220???rrMises屈服準(zhǔn)則 對于平面應(yīng)變問題， 這就是平面應(yīng)變情況下，用極坐標(biāo)表示的 I型裂紋尖端塑性區(qū)的邊界方程。 20 21?????????sIKr??? ? ? ? ?????? ???????????2s i n3212c os21 2222 ?????? sIKr? ? ? ??????? ???2s i n3212c os2220????rrMises屈服準(zhǔn)則下的塑性邊界曲線 平面應(yīng)力 平面應(yīng)變 x 塑性區(qū)在裂紋延長線上的尺寸 ? ??????????????????????????（平面應(yīng)變）（平面應(yīng)力）2220212121?????sIsIKKr平面應(yīng)變情況下的塑性區(qū)要比平面應(yīng)力情況下的塑性區(qū)小得多 小范圍屈服下的塑性修正 應(yīng)力強度因子的塑性修正 假想將裂紋尖端向右移到 O 點，把實際的彈塑性應(yīng)力場改用一個虛構(gòu)的彈性應(yīng)力場來代替。 22221211 ???????????????????????????sIsIsIy KKKr ??????2222412221221 ??????????????????????????? sIIsIy KKKr ?????平面應(yīng)變 平面應(yīng)力 yrRr ?? ? ? ysy r ?? ? ?? 0有效裂紋長度 yraa ???22211??????????sI aK??????222411??????????sI aK??????平面應(yīng)力 平面應(yīng)變 考慮塑性區(qū)的影響后， 有所增大 IK 斷裂判據(jù)和斷裂韌性 1. 應(yīng)力強度因子斷裂準(zhǔn)則 當(dāng)含裂紋的彈性體在外載荷的作用下，裂紋尖端的 因子達(dá)到裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展時材料的臨界值時，裂紋就發(fā)生失穩(wěn)擴展而導(dǎo)致裂紋體的斷裂。 類似于最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則 K 斷裂判據(jù)和斷裂韌性 對于 I型裂紋，在平面應(yīng)變條件下，其裂紋準(zhǔn)則為 ICI KK ?其中， 是 I型裂紋的應(yīng)力強度因子，它是帶裂紋構(gòu)件所承受的載荷，裂紋幾何形狀和尺寸等因素有關(guān)的函數(shù)。 是平面應(yīng)變情況下的臨界值，它是材料常數(shù)，稱為 材料平面應(yīng)變斷裂韌性 ，可以通過 實驗測定 。 IKICK 斷裂判據(jù)和斷裂韌性 對于 II型 、 III型和復(fù)合型裂紋 ， 原則上可仿照 I建立相應(yīng)的斷裂準(zhǔn)則 。 但 和 測試?yán)щy 。 目前一般都是通過復(fù)合型斷裂準(zhǔn)則來建立 、 與 之間的關(guān)系 。 IICK IIICKIICK IIICKICK用 “ 準(zhǔn)則 ” 可解決以下問題： K(1)確定帶裂紋構(gòu)件的臨界載荷。 (2) 確定裂紋容限尺寸。 (3) 確定帶裂紋構(gòu)件的安全度。 (4) 選擇與評定材料。 斷裂判據(jù)和斷裂韌性 2. 裂紋擴展 的能量準(zhǔn)則 HaG I /2???。 裂紋擴展阻力 pR ?? ?? 2隨著裂紋的擴展，原來儲存的彈性應(yīng)變能要釋放 ，當(dāng)釋放出來的彈性應(yīng)變能等于或大于裂紋擴展所消耗的能量時， 裂紋就能自動擴展 RG
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