材料力學(xué)性能教學(xué)課件ppt材料的斷裂韌性-wenkub.com
2024-12-05 10:08 本頁面
【正文】 但是無論平面應(yīng)力或平面應(yīng)變，塑性區(qū)寬度總是與（ KIC/σs)2成正比。 K判據(jù)將材料斷裂韌度同機(jī)件的工作應(yīng)力及裂紋尺寸的關(guān)系定量地聯(lián)系起來，可直接用于設(shè)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(jī)件材料、優(yōu)化工藝等。因此無法用應(yīng)力判據(jù)處理這一問題。 ?低應(yīng)力脆斷的原因：在材料的生產(chǎn)、機(jī)件的加工和使用過程中產(chǎn)生不可避免的宏觀裂紋，從而使機(jī)件在低于屈服應(yīng)力的情況發(fā)生斷裂。反之，即使存在裂紋，若 也不會斷裂。 ?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。 第三節(jié) 影響斷裂韌度 KIC的因素 39 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)用舉例 40 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)用舉例 41 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)用舉例 42 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)用舉例 43 四、大型轉(zhuǎn)軸斷裂分析 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)用舉例 44 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)用舉例 45 第四節(jié) 斷裂韌度在金屬材料中的應(yīng)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(yīng)用舉例 超高強(qiáng)度鋼的脆斷傾向 中、低強(qiáng)度鋼的脆斷傾向 高強(qiáng)度鋼的脆斷傾向 球墨鑄鐵的脆斷傾向 47 名詞解釋 （ 1）低應(yīng)力脆斷 ?高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼的機(jī)件 ，中低強(qiáng)度鋼的大型、重型機(jī)件在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂。 第三節(jié) 影響斷裂韌度 KIC的因素 37 二、影響 KIC的因素 ?（一）材料成分、組織對 KIC的影響 ?1. 化學(xué)成分的影響 ? 2. 基體相結(jié)構(gòu)和晶粒大小的影響 ? 3. 雜質(zhì)和第二相的影響 ? 4. 顯微組織的影響 第三節(jié) 影響斷裂韌度 KIC的因素 38 （二）影響 KIC的外界因素 ?1. 溫度 ?通常鋼的 KIC都隨著溫度的降低而下降，然而 KIC的變化趨勢不同。 ?試樣材料、加工和熱處理方法也要和實(shí)際工件盡量相同，試樣加工后需要開缺口和預(yù)制裂紋。 ? 最簡單的方法是采用虛擬有效裂紋代替實(shí)際裂紋。 第一節(jié) 線彈性條件下金屬斷裂韌度 25 為求 R0，從能量考慮，影線面積 +矩形面積 ABDO=面積 ACEO，即有 000 2r IysK d r Rr ?? ??002I y srKR?? ?20222IIssKKR ?? ? ? ?積分，得： 將平面應(yīng)力的 r0值代入，且 σys=σs，得： 2001 ( ) 2IsKRr????可見，在平面應(yīng)力條件下，考慮了應(yīng)力松弛之后，平面應(yīng)力塑性區(qū)寬度正好是 r0的兩倍。 第一節(jié) 線彈性條件下金屬斷裂韌度 19 1. 塑性區(qū)的形狀和尺寸 ?為確定裂紋尖端塑性區(qū)的形狀與尺寸，就要建立符合塑性變形臨界條件的函數(shù)表達(dá)式 r=f(θ)，該式對應(yīng)的圖形就代表塑性區(qū)邊界形狀，其邊界值就是塑性區(qū)的尺寸。 ?KIC是力學(xué)性能指標(biāo)，只與材料組織結(jié)構(gòu)、成分有關(guān)，與試樣尺寸和載荷無關(guān)。 ?但 KC值與試樣厚度有關(guān)，當(dāng)試樣厚度增加，使裂紋尖端達(dá)到平面應(yīng)變狀態(tài)時，斷裂韌度趨于一個穩(wěn)定的最低值，就是 KIC，與試樣厚度無關(guān)。 ?當(dāng) KI增大到臨界值時，也就是說裂紋尖端足夠大的范圍內(nèi)應(yīng)力達(dá)到了材料的斷裂強(qiáng)度，裂紋便失穩(wěn)擴(kuò)展而導(dǎo)致斷裂。 ?對于某一確定的點(diǎn)，其應(yīng)力分量由 KI決定，所以對于確定的位置， KI直接影響應(yīng)力場的大小， KI增加，則應(yīng)力場各應(yīng)力分量也越大 。 ?平面應(yīng)變問題比如壓力管道、水壩等，這類彈性體是具有很長的縱向軸的柱形物體，橫截面大小和形狀沿軸線長度不變，作用外力與縱向軸垂直，且沿長度不變，柱體的兩端受固定約
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