工程斷裂力學(xué)4-3-4-5-文庫(kù)吧資料
2025-03-01 18:45本頁(yè)面
【正文】 ? （ 1） 裂紋擴(kuò)展的方向?yàn)?S的一個(gè)局部極小值的方向 ， 即 ? 這里 θ 0為裂紋擴(kuò)展角 ， 或叫做開裂角 。在 K場(chǎng)區(qū)所有位置的應(yīng)變能密度中，周界上的應(yīng)變能密度對(duì)斷裂是否發(fā)生，起著決定性的作用。 ? 受到 I、 II、 III型三種載荷中的任一種或兩種以上載荷的作用。只有當(dāng)外力較大時(shí)，才有可能引起失穩(wěn)擴(kuò)展。 ? Δ a＜ 0部分即表示不擴(kuò)展，而以負(fù)方向離原點(diǎn)的距離表示裂紋半長(zhǎng)度的大小。 ? 只有當(dāng)裂紋擴(kuò)展力大于常數(shù)值的阻力 R=GIC，才會(huì)發(fā)生失穩(wěn)斷裂。 ? 超過 a1 ，就發(fā)生失穩(wěn)斷裂；低于 a1 ，則裂紋不擴(kuò)展。 于是臨界條件為： ? 得： ICcr Ka ????2 )MN/m(44722??aK ICcr ???? 能量釋放率 G可做為裂紋是否擴(kuò)展的傾向能力的度量，又稱為裂紋擴(kuò)展力。 ? 例題 ? 34CrNi3Mo鋼所制成的粗軸 ， 探傷檢查發(fā)現(xiàn)主要的缺陷是內(nèi)部有一半徑為 40mm的圓裂紋 ， 裂紋面的法線方向與軸向平行 。 塑性區(qū)尺寸 ? Griffith能量釋放理論和 IrwinOrowan能量釋放理論，失穩(wěn)判據(jù)為 ? 或 對(duì)于單獨(dú)型的裂紋，利用應(yīng)力強(qiáng)度因子和能量釋放率的關(guān)系，可有斷裂判據(jù) ： Kcr為 I型裂紋失穩(wěn)斷裂開始的臨界點(diǎn) ， 通常與試件 (或構(gòu)件 )的厚薄 、 大小有關(guān) 。 ? 比 K場(chǎng)區(qū)小幾倍 ? 比裂紋長(zhǎng)度小幾倍以上 ? 應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂判據(jù)成立 許多高強(qiáng)度合金和工程材料在發(fā)生脆性斷裂時(shí)，多是 K場(chǎng)區(qū)強(qiáng)度起支配作用的。 ? K場(chǎng)區(qū)尺寸比斷裂進(jìn)行區(qū)尺寸大幾倍以上 ? 斷裂判據(jù)可建立在 K場(chǎng)區(qū)強(qiáng)度是否達(dá)到臨界條件這個(gè)基礎(chǔ)上。 ? 裂端的極小區(qū)域 斷裂進(jìn)行區(qū) 裂紋的裂端應(yīng)力場(chǎng)區(qū) K場(chǎng)區(qū) ? K場(chǎng)區(qū)內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變強(qiáng)度可用應(yīng)力強(qiáng)度因子來(lái)度量；場(chǎng)區(qū)外則須加上 高次項(xiàng) 。 材料微結(jié)構(gòu) 其損傷達(dá)到臨界 忽略高次項(xiàng) ? K場(chǎng)區(qū)尺寸小于斷裂進(jìn)行區(qū)尺寸 ? 宏觀力學(xué)在斷裂區(qū)不適用。 ? 由于無(wú)限大應(yīng)力實(shí)際上不存在，裂端總有個(gè)塑性區(qū)，而塑性區(qū)內(nèi)的應(yīng)力是有界的。 ? 應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂判據(jù)適合于這些材料的脆性斷裂。 crKK ? cr2GGG ???? 厚到某一程度和大到某一程度 ? 脆性材料的 Kcr值達(dá)到極小值 ? 以后尺寸厚度再增加 ? Kcr仍維持此極小值 KIC 平面應(yīng)變的斷裂韌度 GIC
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