材料的力學(xué)性能(6)-資料下載頁
2024-10-18 16:22本頁面
【正文】 δ=2V= （ 739） 裂紋尖端的 張開位移 CTOD( Crack Tip Opening Displacement)來間接表示應(yīng)變量的大?。挥?臨界張開位移 δc來表征材料的 斷裂韌性 。 圖 721 裂紋尖端張開位移 可見， δ與 KI， GI可以定量換算。在小幅范圍內(nèi)，KI≥KIC， GI≥GIC既然可以作為斷裂判據(jù)，則 δ≥δC亦可作為斷裂判。 彈塑性條件下 CTOD的意義及表達(dá)式 對大范圍屈服， KI與 GI已不適用，但 CTOD仍不失其使用價值 . 圖 723 J積分的定義 J積分 J積分的意義和特性 如圖所示 ,設(shè)有一單位厚度 (B=1)的 I型裂紋體 ,逆時針取一回路 Γ，其所包圍的體積內(nèi)應(yīng)變能密度為 ω,?；芈飞先我稽c作用應(yīng)力為 T. )( dsTxudyJ ???????? ? （ 753） 在彈塑性條件下，如將應(yīng)變能密度 ω定義為彈塑性應(yīng)變能密度，也存在該式等號右端的能量線積分，稱為 J 積分。 JI為 I型裂紋的能量線積分。在線彈性條件下 可以證明，在彈塑性小應(yīng)變條件下，也是成立的。還可證明，在小應(yīng)變條件下， J積分和路徑 Γ無關(guān)，即 J的守恒性。 JI=GI=KI2/E, 或 JI=GI （ 754） ?)(1)1lim(aUBaUBJ ?????????（ 755） J積分也可用能量率的形式來表達(dá) ，即在彈塑性小應(yīng)變條件下，式 (754) 成立，這是用試驗方法測定 JIC的理論根據(jù)。 0 2 4 6 8 100246810BAaa+ ? aPdi sta nce724 J積分的形變功差率的意義 這便是 J積分的形變功差率意義，是 J積分的能量表達(dá)式，只要測出陰影面積 OABO和 Δa，便可計算 JI值。 (a) 載荷位移曲線 (b)試樣 需要指出，塑性變形是不可逆的，因此求 J值必須單調(diào) 加載 ，不能有 卸載 現(xiàn)象。但 裂紋擴展 意味著有部分區(qū)域 卸載 ，所以在彈塑性條件下，式（ 755）不能象 GI那樣理解為裂紋擴展時系統(tǒng)勢能的釋放率，而應(yīng)理解為： 裂紋相差單位長度的兩個等同試樣，加載到等同位移時，勢能差值與裂紋面積差值的比率，即所謂形變功差率 。 正因為這樣，通常 J積分不能處理裂紋的連續(xù)擴張問題， 其臨界值只是開裂點，不一定是失穩(wěn)斷裂點 。 本章完 JIC判據(jù) 在彈塑性小應(yīng)變條件下，可以建立以 JIC為準(zhǔn)則的斷裂判據(jù)，即 JIC判據(jù) : JI≥JIC。 只要滿足上式，裂紋就會開始擴展，但不能判斷其是否失穩(wěn)斷裂。 目前， JI判據(jù)及 JIC測試 目的 ，主要期望用小試樣測出 JIC，換算成大試樣的 KIC，然后再按 KI判據(jù)去解決中、低強度鋼大型件的斷裂問題。
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