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材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)資料-資料下載頁(yè)

2025-04-17 03:17本頁(yè)面
  

【正文】 b)該構(gòu)件在0℃和50℃時(shí)的塑性區(qū)大小R。 c)用作圖法求出該材料的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度TK。溫度(℃) σS(MPa) KIC(MPa*m1/2) 50 1000 30 30 900 50 0 800 90 50 700 150 溫度(℃) σS(MPa) KIC(MPa*m1/2) 50 1000 30 30 900 50 0 800 90 50 700 150 溫度(℃) σS(MPa) KIC(MPa*m1/2) 50 1000 30 30 900 50 0 800 90 50 700 150 解:已知σ=560MPa 裂紋長(zhǎng)度為2a=6mm,于是a=; 構(gòu)件為大型厚板結(jié)構(gòu),屬平面應(yīng)變。 a) 在50℃下,=560/1000=,于是有: = MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此在50℃下是不安全的。 在30℃下,=560/900=,于是有: = MPa*m1/250 MPa*m1/2 因此在30℃下是不安全的。 在0℃下,560/800=,于是有: = MPa*m1/290 MPa*m1/2 因此在0℃下是安全的。 在50℃下,560/700=,于是有: = MPa*m1/2100 MPa*m1/2 因此在50℃下是安全的。 該構(gòu)件在0℃、50℃下是安全的。 (5分) b) 在0℃下,KI= MPa*m1/2,σS=800MPa,所以有: =*104m= 在50℃下,KI= MPa*m1/2,σS=700MPa,所以有: =*104m= (5分) c) 由,可求出斷裂應(yīng)力為。 將裂紋長(zhǎng)度、不同溫度下的屈服強(qiáng)度和斷裂韌性代入上式得: 50℃,= 30℃,=497MPa 0℃,=886MPa 50℃,=1455MPa 利用不同的屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度s與溫度作圖,如下圖: 由圖可見(jiàn)s和兩條曲線相交于7℃,于是該材料的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度為7℃。 (3分) 2. 某單位擬設(shè)計(jì)一種大型的厚板構(gòu)件(屬平面應(yīng)變),構(gòu)件的工作應(yīng)力為σ=800MPa,板中心有一穿透裂紋(),裂紋長(zhǎng)度為2a=4mm。現(xiàn)有以下的五種鋼材可供選擇,各鋼材的斷裂韌性KIC和屈服強(qiáng)度σS如下表:鋼 材 1 2 3 4 5 σS(MPa) 1100 1200 1300 1400 1500 KIC(MPa*m1/2) a)若按屈服強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)為n=,試找出既能保證材料強(qiáng)度儲(chǔ)備又不發(fā)生脆性斷裂的鋼材。 b) 若n=,上述哪種材料能滿足該構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求?如果 則采用如下公式:(平面應(yīng)力); (平面應(yīng)變) (平面應(yīng)力);(平面應(yīng)變)解: a) 設(shè)計(jì)的構(gòu)件為大型厚板,屬平面應(yīng)變狀態(tài)。 因n =,根據(jù)材料力學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù),于是對(duì)給定的構(gòu)件工作應(yīng)力σ=800Mpa,材料的屈服強(qiáng)度應(yīng)為。 因此, 1號(hào)鋼材不合適。 對(duì)2號(hào)鋼材,σS=1200MPa>1120 MPa,而800/1200=,于是有: == MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此選用2號(hào)鋼材是安全的. 對(duì)3號(hào)鋼材, σS=1300MPa>1120 MPa,而800/1300=,于是有: = MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此選用3號(hào)鋼材是安全的. 對(duì)4號(hào)鋼材, σS=1400MPa>1120 MPa,而800/1400=,于是有: = MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此選4號(hào)鋼材是不安全的. 對(duì)5號(hào)鋼材, σS=1500MPa>1120 MPa,而800/1500=,于是有: = MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此選5號(hào)鋼材是不安全的. 所以設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí),可選擇3號(hào)鋼材。 b) 因n=,根據(jù)材料力學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù),于是對(duì)給定的構(gòu)件工作應(yīng)力σ=800MPa,材料的屈服強(qiáng)度應(yīng)為=1360MPa。 因此,2、3號(hào)鋼材不合適。 對(duì)4號(hào)鋼材, σS=1400MPa>1360 MPa,而800/1400=,于是有: = MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此選4號(hào)鋼材是不安全的. 對(duì)5號(hào)鋼材, σS=1500MPa>1360 MPa,而800/1500=,于是有: = MPa*m1/2 MPa*m1/2 因此選5號(hào)鋼材是不安全的. 所以設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí),給定的五種鋼材都不合適。
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