損傷與斷裂力學(xué)第一章(礦大)高峰(編輯修改稿)
2025-03-12 11:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 領(lǐng)域。因此，斷裂是與力學(xué)、材料和工程應(yīng)用有關(guān)的問題。應(yīng)綜合力學(xué)、材料學(xué)和工程應(yīng)用等方面著手研究。解決斷裂問題的思路 為解決上面所提的工程問題和材料問題，對于含裂紋的受力機(jī)械零件或構(gòu)件，必須先找到一個 能表征裂紋端點(diǎn)區(qū)應(yīng)力應(yīng)變場強(qiáng)度 (intensity)的參量 ，就象應(yīng)力可以作為裂紋不存在時的表征參量一樣。解決斷裂問題的思路 — 科學(xué)假說（續(xù)） 因?yàn)閿嗔训陌l(fā)生絕大多數(shù)都是由裂紋引起的，而斷裂尤其是脆性斷裂，一般就是裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展。裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展，通常由裂紋端點(diǎn)開始。因此， 發(fā)生斷裂的時機(jī)必然與裂端區(qū)應(yīng)力應(yīng)變場的強(qiáng)度有關(guān)。 對于不含裂紋的物體，當(dāng)某處的應(yīng)力水平超過屈服應(yīng)力，就要發(fā)生塑性變形； 而對于含裂紋的物體，當(dāng)某裂端表征應(yīng)力應(yīng)變場強(qiáng)度的參量達(dá)到臨界值時，就要發(fā)生斷裂。 這個發(fā)生斷裂的臨界值很可能是材料常數(shù)，它既可表征材料抵抗斷裂的性能，亦可用來衡量材料質(zhì)量的優(yōu)劣。影響斷裂的兩大因素載荷大小和裂紋長度 考慮含有一條宏觀裂紋的構(gòu)件，隨著服役時間后使用次數(shù)的增加，裂紋總是愈來愈長。在工作載荷較高時，比較短的裂紋就有可能發(fā)生斷裂；在工作載荷較低時，比較長的裂紋才會帶來危險。 這表明表征裂端區(qū)應(yīng)力變場強(qiáng)度的參量與載荷大小和裂紋長短有關(guān)，甚至可能與構(gòu)件的幾何形狀有關(guān)。 斷裂力學(xué)研究內(nèi)容 隨時間和裂紋長度的增長，構(gòu)件強(qiáng)度 從設(shè)計(jì)的最高強(qiáng)度逐漸地減少。假設(shè)在儲備強(qiáng)度 A點(diǎn)時，只有服役期間偶而出現(xiàn)一次的最大載荷才能使構(gòu)件發(fā)生斷裂；在儲備強(qiáng)度 B點(diǎn)時，只要正常載荷就會發(fā)生斷裂。因此，從 A點(diǎn)到 B點(diǎn)這段期間就是危險期，在危險期中隨時可能發(fā)生斷裂。如果安排探傷檢查的話，檢查周期就不能超過危險期。 安全期斷裂力學(xué)研究內(nèi)容168。 問題是儲備強(qiáng)度究竟是個什么樣的參量？它與表征裂端區(qū)應(yīng)力變場強(qiáng)度的參量有何關(guān)系？如何計(jì)算它？如何測量它？它隨時間變化的規(guī)律如何？受到什么因素的影響？這一系列問題如能找到答案的話，則本節(jié)所提出的五個工程問題就有可能得到解決。 斷裂力學(xué)這門學(xué)科就是來解決這些問題的。 脆性斷裂和韌性斷裂 韌度（ toughness）： 是指材料在斷裂前的彈塑性變形中吸收能量的能力。它是個能量的概念。 脆性（ brittle）和韌性（
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