【正文】 2(σmax+σmin) p95/p107應(yīng)力比r:r=σmin/σmax p95/p108疲勞源：是疲勞裂紋萌生的策源地，一般在機(jī)件表面常和缺口，裂紋，刀痕，蝕坑相連。P81/P95，=1200MPa，KIc=115MPa*m1/2，探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長的橫向穿透裂紋，若在平均軸向拉應(yīng)力900MPa下工作，試計算KI及塑性區(qū)寬度R0，并判斷該件是否安全？解：由題意知穿透裂紋受到的應(yīng)力為σ=900MPa根據(jù)σ/，確定裂紋斷裂韌度KIC是否休要修正 因為σ/=900/1200=，所以裂紋斷裂韌度KIC需要修正對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的KI為： = （MPa*m1/2）塑性區(qū)寬度為： =(m)= (mm)比較K1與KIc：因為K1=（MPa*m1/2）KIc=115（MPa*m1/2）所以：K1KIc ，裂紋會失穩(wěn)擴(kuò)展 , 所以該件不安全。詳見新P80/P931影響ＫＩＣ的冶金因素：內(nèi)因：學(xué)成分的影響；集體相結(jié)構(gòu)和晶粒大小的影響；雜質(zhì)及第二相的影響；顯微組織的影響。表達(dá)式。但是當(dāng)塑性區(qū)較大時，即屬于大范圍屈服或整體屈服時，這個結(jié)果是不適用的。（4—15）的計算結(jié)果忽略了在塑性區(qū)內(nèi)應(yīng)變能釋放率與彈性體應(yīng)變能釋放率的差別，因此，只是近似結(jié)果。最簡單而適用的修正方法是在計算KI時采用“有效裂紋尺寸”，即以虛擬有效裂紋代替實際裂紋，然后用線彈性理論所得的公式進(jìn)行計算。試述塑性區(qū)對KI的影響及KI的修正方法和結(jié)果。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(yīng)變狀態(tài)，塑性區(qū)較??；板表面處于平面應(yīng)力狀態(tài)，塑性區(qū)較大。P71/P83 試述裂紋尖端塑性區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響因素。答： K判據(jù)解決了經(jīng)典的強(qiáng)度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷的原因。 試述應(yīng)力場強(qiáng)度因子的意義及典型裂紋的表達(dá)式答：新書P69舊書P80參看書中圖（應(yīng)力場強(qiáng)度因子的意義見上） 幾種裂紋的表達(dá)式，無限大板穿透裂紋：；有限寬板穿透裂紋：；有限寬板單邊直裂紋：當(dāng)ba時，；受彎單邊裂紋梁：；無限大物體內(nèi)部有橢圓片裂紋，遠(yuǎn)處受均勻拉伸：；無限大物體表面有半橢圓裂紋，遠(yuǎn)處均受拉伸：A點的。因此無法用應(yīng)力判據(jù)處理這一問題。為什么研究裂紋擴(kuò)展的力學(xué)條件時不用應(yīng)力判據(jù)而用其它判據(jù)？答：由4—1可知，裂紋前端的應(yīng)力是一個變化復(fù)雜的多向應(yīng)力，如用它直接建立裂紋擴(kuò)展的應(yīng)力判據(jù)，顯得十分復(fù)雜和困難；而且當(dāng)r→0時，不論外加平均應(yīng)力如何小，裂紋尖端各應(yīng)力分量均趨于無限大，構(gòu)件就失去了承載能力，也就是說，只要構(gòu)件一有裂紋就會破壞，這顯然與實際情況不符。答： 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。P90/P102：是材料的斷裂韌度，Ｊ判據(jù)和判據(jù)一樣都是裂紋開始擴(kuò)展的裂紋判據(jù)，而不是裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的裂紋判據(jù)。將的臨界值記作，稱斷裂韌度，表示材料阻止裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展時單位面積所消耗的能量，其單位與相同，MPa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，斷裂韌度趨于一穩(wěn)定的最低值，即為，它與試樣厚度無關(guān)，而是真正的材料常數(shù)。為平面應(yīng)力斷裂韌度，表示在平面應(yīng)力條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。P91/P102ＣＯＤ判據(jù)：，當(dāng)滿足上述條件時，裂紋開始擴(kuò)展。P89/P101裂紋擴(kuò)展Ｊ判據(jù)： ，只要滿足上述條件，裂紋（或構(gòu)件）就會斷裂。P76/P88裂紋擴(kuò)展G判據(jù)： ，當(dāng)ＧＩ滿足上述條件時裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂。裂紋擴(kuò)展K判據(jù)：裂紋在受力時只要滿足 ，即使存在裂紋，若 也不會斷裂?！拘聲鳳73：舊P85】有效裂紋長度：因裂紋尖端應(yīng)力的分布特性，裂尖前沿產(chǎn)生有塑性屈服區(qū)，屈服區(qū)內(nèi)松弛的應(yīng)力將疊加至屈服區(qū)之外，從而使屈服區(qū)之外的應(yīng)力增加，其效果相當(dāng)于因裂紋長度增加ry后對裂紋尖端應(yīng)力場的影響，經(jīng)修正后的裂紋長度即為有效裂紋長度: a+ry?！綪68】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。應(yīng)力場強(qiáng)度因子 ： 在裂紋尖端區(qū)域各點的應(yīng)力分量除了決定于位置外，尚與強(qiáng)度因子有關(guān)，對于某一確定的點，其應(yīng)力分量由確定， 越大，則應(yīng)力場各點應(yīng)力分量也越大，這樣就可以表示應(yīng)力場的強(qiáng)弱程度，稱為應(yīng)力場強(qiáng)度因子。第四章 金屬的斷裂韌度 名詞解釋低應(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。體心立方金屬的低溫脆性還可能與遲屈服現(xiàn)象有關(guān)，對低碳鋼施加一高速到高于屈服強(qiáng)度時，材料并不立即產(chǎn)生屈服，而需要經(jīng)過一段孕育期（稱為遲屈時間）才開始塑性變形，這種現(xiàn)象稱為遲屈服現(xiàn)象。微觀上，體心立方金屬中位錯運動的阻力對溫度變化非常敏感，位錯運動阻力隨溫度下降而增加，在低溫下，該材料處于脆性狀態(tài)。而高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在很寬的溫度范圍內(nèi)，沖擊功都很低，沒有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。焊接容易在焊縫處形成粗大金相組織氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、錯邊、咬邊等缺陷，增加裂紋敏感度，增加材料的脆性，容易發(fā)生脆性斷裂。鋼中夾雜物、碳化物等第二相質(zhì)點對鋼的脆性有重要影響，當(dāng)其尺寸增大時均使材料韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。因為 晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力，晶粒細(xì)小，晶界總面積增加，晶界處塞積的位錯數(shù)減 少，有利于降低應(yīng)力集中；同時晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。2．化學(xué)成分：能夠使材料硬度，強(qiáng)度提高的雜質(zhì)或者合金元素都會引起材料塑性和韌性變差，材料脆性提高。 從微觀機(jī)制來看低溫脆性與位錯在晶體點陣中運動的阻力有關(guān)，當(dāng)溫度降低時，位錯運動阻力增大，原子熱激活能力下降，因此材料屈服強(qiáng)度增加。（4）FTE: 以低階能和高階能平均值對應(yīng)的溫度定義tk，記為FTE（5）FTP: 以高階能對應(yīng)的溫度為tk，記為FTP四、試說明低溫脆性的物理本質(zhì)及其影響因素 低溫脆性的物理本質(zhì)：宏觀上對于那些有低溫脆性現(xiàn)象的材料，它們的屈服強(qiáng)度會隨溫度的降低急劇增加，而斷裂強(qiáng)度隨溫度的降低而變化不大。通常取結(jié)晶區(qū)面積占整個斷口面積50%時的溫度為，并記為50%FATT，或FATT50%，t50。 AKV (CVN)：V型缺口試樣沖擊吸收功. AKU：U型缺口沖擊吸收功. （2）FATT50：沖擊試樣斷口分為纖維區(qū)、放射區(qū)（結(jié)晶區(qū)）與剪切唇三部分，在不同試驗溫度下，三個區(qū)之間的相對面積不同。含義見上面。韌性溫度儲備:材料使用溫度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的差值，保證材料的低溫服役行為。此即為試樣變形和斷裂所消耗的功，稱為沖擊吸收功，以表示，單位為J?！綪57】 沖擊韌度: :U形缺口沖擊吸收功 除以沖擊試樣缺口底部截面積所得之商，稱為沖擊韌度，αku=Aku/S （J/cm2）, 反應(yīng)了材料抵抗沖擊載荷的能力,用表示。（1）滲碳層的硬度分布；（2）淬火鋼；（3）灰鑄鐵；（4）鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體；（5）儀表小黃銅齒輪；（6）龍門刨床導(dǎo)軌；（7）滲氮層；（8）高速鋼刀具；（9）退火態(tài)低碳鋼；（10）硬質(zhì)合金。缺點是硬度值需要通過測量壓痕對角線長度后才能進(jìn)行計算或查表，因此，工作效率比洛氏硬度法低的多。缺點：壓痕較小，代表性差；若材料中有偏析及組織不均勻等缺陷，則所測硬度值