材料力學性能教學課件ppt材料的斷裂韌性-資料下載頁
2024-12-08 10:08本頁面
【正文】 型轉軸斷裂分析 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應用舉例 44 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應用舉例 45 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應用舉例 46 五、評定鋼鐵材料的韌脆性 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應用舉例 超高強度鋼的脆斷傾向 中、低強度鋼的脆斷傾向 高強度鋼的脆斷傾向 球墨鑄鐵的脆斷傾向 47 名詞解釋 （ 1）低應力脆斷 ?高強度、超高強度鋼的機件 ，中低強度鋼的大型、重型機件在屈服應力以下發(fā)生的斷裂。 思考題與習題 （ 2）張開型（ I 型）裂紋 ?拉應力垂直作用于裂紋擴展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴展的裂紋。 （ 3）應力場強度因子 ?K?在裂紋尖端區(qū)域各點的應力分量除了決定于位置外，尚與強度因子 有關，對于某一確定的點，其應力分量由 確定， 越大，則應力場各點應力分量也越大，這樣 就可以表示應力場的強弱程度，稱 為應力場強度因子。 “ I”表示 I型裂紋。 ?K ?K?K ?K?K48 （ 4）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（小一個數(shù)量級以上），這就稱為小范圍屈服。 思考題與習題 （ 5） 有效屈服應力 ?裂紋在發(fā)生屈服時的應力。 （ 6） 有效裂紋長度 ?因裂紋尖端應力的分布特性，裂尖前沿產生有塑性屈服區(qū)，屈服區(qū)內松弛的應力將疊加至屈服區(qū)之外，從而使屈服區(qū)之外的應力增加，其效果相當于因裂紋長度增加ry后對裂紋尖端應力場的影響，經修正后的裂紋長度即為有效裂紋長度 : a+ry。 49 （ 7） 裂紋擴展 K判據(jù) ?裂紋在受力時只要滿足 ， 就會發(fā)生脆性斷裂。反之，即使存在裂紋，若 也不會斷裂。 思考題與習題 （ 8） 裂紋擴展能量釋放率 GI ? I型裂紋擴展單位面積時系統(tǒng)釋放勢能的數(shù)值。 （ 9） ＣＯＤ ?裂紋張開位移。 ICI KK ?ICI KK ?50 試述低應力脆斷的原因及防止方法。 ?低應力脆斷的原因：在材料的生產、機件的加工和使用過程中產生不可避免的宏觀裂紋，從而使機件在低于屈服應力的情況發(fā)生斷裂。 ?預防措施：將斷裂判據(jù)用于機件的設計上，在給定裂紋尺寸的情況下，確定機件允許的最大工作應力，或者當機件的工作應力確定后，根據(jù)斷裂判據(jù)確定機件不發(fā)生脆性斷裂時所允許的最大裂紋尺寸。 思考題與習題 51 為什么研究裂紋擴展的力學條件時不用應力判據(jù)而用其它判據(jù)？ ?由 41可知，裂紋前端的應力是一個變化復雜的多向應力，如用它直接建立裂紋擴展的應力判據(jù)，顯得十分復雜和困難；而且當 r→0 時，不論外加平均應力如何小，裂紋尖端各應力分量均趨于無限大，構件就失去了承載能力，也就是說，只要構件一有裂紋就會破壞，這顯然與實際情況不符。這說明經典的強度理論單純用應力大小來判斷受載的裂紋體是否破壞是不正確的。因此無法用應力判據(jù)處理這一問題。因此只能用其它判據(jù)來解決這一問題。 思考題與習題 52 試述 K判據(jù)的意義及用途。 ?K判據(jù)解決了經典的強度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會產生低應力脆斷的原因。 K判據(jù)將材料斷裂韌度同機件的工作應力及裂紋尺寸的關系定量地聯(lián)系起來，可直接用于設計計算，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件材料、優(yōu)化工藝等。 思考題與習題 53 試述裂紋尖端塑性區(qū)產生的原因及其影響因素。 ?機件上由于存在裂紋，在裂紋尖端處產生應力集中，當 σy趨于材料的屈服應力時，在裂紋尖端處便開始屈服產生塑性變形，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，板中心處于平面應變狀態(tài)，塑性區(qū)較小；板表面處于平面應力狀態(tài)，塑性區(qū)較大。但是無論平面應力或平面應變，塑性區(qū)寬度總是與（ KIC/σs)2成正比。 思考題與習題
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