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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