損傷與斷裂力學(xué)第4章(礦大)高峰(參考版)
2025-02-24 11:00本頁面
【正文】 下一章將對裂端區(qū)塑性區(qū)的尺寸和形狀進(jìn)行估計(jì)，并討論線彈性斷裂力學(xué)理論能否繼續(xù)使用、如何修正等問題。因此，不允許裂端有較大的塑性變形。 (2)設(shè) KIC=183MN/m3/2，β=45o， a=100mm， R=1000mm， t=30mm，試用最大周向應(yīng)力理論給出可能的斷裂時(shí)內(nèi)壓。設(shè)內(nèi)壓為 p，壁厚為 t，半徑為 R。有一半徑很大的薄壁圓柱殼形壓力容器，發(fā)現(xiàn)有一穿透壁厚、長度為 2a的裂紋。題1． 再保守一點(diǎn)：復(fù)合型裂紋工程簡化斷裂判據(jù)習(xí) 因此在工程應(yīng)用中， 在 I、 II復(fù)合型時(shí)， 使用保守的斷裂準(zhǔn)則：問題是對 II型或復(fù)合型，要找出 以及發(fā)生的方位。：由此確定 ：最大能量釋放理論 在 Griffith能量釋放理論中，已假設(shè)裂紋是沿著原來的方向擴(kuò)展，這對 I型裂紋是正確的，但對 II型裂紋或復(fù)合型裂紋，實(shí)驗(yàn)已證明裂紋并不沿原來方向擴(kuò)展。：確定開裂角的方程為：即：所得結(jié)果與 S因子理論相差不多。最大周向應(yīng)力理論 與 S因子假說比較，最大周向應(yīng)力理論顯得比較簡單，且容易被接受，此理論假設(shè) ∶ 裂紋是沿著裂端區(qū)圓形損傷周界的最大周向應(yīng)力所處位置的方向開裂。：此時(shí)：由 S因子第二個假說，斷裂判據(jù)為 :S因子理論 對于不同的 β 角，表給出上述例題的開裂角 θ 0，表中數(shù)據(jù)是在 ν=1/3 的情形下得到的（單位 :度）。復(fù)合裂紋問題， 其應(yīng)力強(qiáng)度因子為：在新坐標(biāo)系 xy下，應(yīng)力分量變?yōu)?S因子理論在 xy坐標(biāo)系下，無窮遠(yuǎn)處的應(yīng)力分量為 :由 Sih的因子理論可確定裂紋擴(kuò)展方向。平面 III復(fù)合型裂紋S因子判據(jù)：S因子理論問此時(shí) SV是否仍占支配地位 ?在無限大平板有相同的中心裂紋時(shí)，問純 I型裂紋和 II型裂紋的臨界應(yīng)力比 σcr/τcr為多少 ?2. 試求平面應(yīng)變 I型裂紋的 SV表達(dá)式，問其極大值是否在θ 在損傷核周界，應(yīng)變能密度因子分為膨脹和歪變形相關(guān)的兩部分，即 對 I型裂紋，在 時(shí) 對于 I型裂紋：即：于是： 薛昌明認(rèn)為 I型裂紋開裂方向，雖說是 Smin在所處方向，但此時(shí)(dU/dV)V占支配地位。由彈性力學(xué)公式可得：考察應(yīng)變能密度，可以分靜水應(yīng)力引起的體積膨脹能密度和歪變形引起的歪形能密度兩部分，如圖所示。 在 S最大值處，可以驗(yàn)證此處歪形能密度是占支配地位的。 決定脆性開裂的是體積膨脹能密度，決定塑性失穩(wěn)的則是歪形能密度。 而應(yīng)變能密度最大處則有更多的能量可釋放，因此應(yīng)該比較不穩(wěn)定，比較容易從該處開裂。問 上述的假說給出了裂紋的開裂角和失穩(wěn)斷裂發(fā)生的條件， 但損傷核究竟有多大 ?真的是圓形嗎 ?這些都是薛昌明避而不談的地方 。疑 主要兼職有：國際理論與應(yīng)用斷裂力學(xué)雜志主編；國際斷裂力學(xué)雜志地區(qū)編委；美國 ASME應(yīng)用力學(xué)雜志副主編；工程斷裂力學(xué)雜志、斷裂雜志、熱傳導(dǎo)雜志和先進(jìn)復(fù)合材料雜志的編輯顧問委員會成員；美國機(jī)械工程師協(xié)會（ ASME）理事；國際斷裂協(xié)會名譽(yù)理事；國際斷裂聯(lián)合會和國際細(xì)觀力學(xué)學(xué)會的創(chuàng)始人。 1965年，任美國里海大學(xué)教授。 Lehigh大學(xué)斷裂與固體力學(xué)研究所所長。國際著名學(xué)者、美籍華裔科學(xué)家、美國 (薛昌明 )提出下列兩個假說 ∶Sih 此應(yīng)變能密度因子只是極坐標(biāo) θ 的函數(shù)，與另一變數(shù)r無關(guān)。 K場區(qū) 損傷核周界是損傷核與 K場區(qū)的交界。因此，根據(jù)應(yīng)變能密度的概念而建立的斷裂判據(jù)，顯然要比多參數(shù)判據(jù)簡單。設(shè) r0值遠(yuǎn)小于 K場區(qū)尺寸，如此，在脆性斷裂時(shí)，斷裂是否會發(fā)生要由 K場區(qū)應(yīng)力應(yīng)變強(qiáng)度來決定。裂紋前緣是平直的，即整個前緣各點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度因子值都相同，如圖所示，裂紋端點(diǎn)區(qū)附近的一點(diǎn) P處有體積元，其應(yīng)力場為三種裂紋
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