斷裂力學(xué)復(fù)習(xí)ppt課件-展示頁
2025-05-09 18:25本頁面
【正文】 算1 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)位移場(chǎng)臨界應(yīng)力或裂紋長(zhǎng)度 利用公式 Y一般取為常數(shù)，則 K1， ? ， a 三個(gè)變量中，已知兩個(gè)，可求第三個(gè)； K1的臨界值是由 ? ， a 的值決定的。例題 3 ( b) 按照 Griffith 理論，可能引起破壞的裂紋長(zhǎng)度 af 為：這說明該壓力容器中可能存在 以上 的裂紋。該壓力容器鋼 E=210GPa，屈服強(qiáng)度 2400MPa，應(yīng)變能釋放率 Gc=130KJ/m2 求 :（ a）若按 von mises 屈服準(zhǔn)則設(shè)計(jì)是否會(huì)破壞？ (b) 若根據(jù) Griffith 理論，陳述可能有多大的裂紋引起這次破壞？ 解 : (a) 判斷 按 von mises 屈服準(zhǔn)則是否破壞，需要先求壓力容器的主應(yīng)力： 由于壓力容器很薄 : 計(jì)算主應(yīng)力可按平面應(yīng)力計(jì)算： 由 von mises 屈服準(zhǔn)則：現(xiàn)左邊：材料遠(yuǎn)沒有屈服。解： 由 Griffith 公式：例題 2 一馬氏體時(shí)效鋼薄板的拉伸強(qiáng)度為 1950 MPa，由于存在一個(gè)與加載方向垂直的4mm長(zhǎng)的中心穿透裂紋，鋼板的彈性模量Ｅ為 200 GPa, 斷裂比表面能為 2 J/m2, 每一裂紋尖端的塑性變形功為 2x104 J/m2. 計(jì)算斷裂強(qiáng)度降低的百分?jǐn)?shù)。比表面能 ?＝ 。這是目前的一種先進(jìn)的疲勞設(shè)計(jì)方法。它是用斷裂力學(xué)原理，根據(jù)材料的裂紋擴(kuò)展速率 da/dN與應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍 △ K的關(guān)系曲線，對(duì)含有損傷 (即有初始裂紋或缺陷）的構(gòu)件或材料，設(shè)計(jì)構(gòu)件的使用壽命或估算其剩余壽命，確定臨界裂紋尺寸或初始裂紋大小。 D－ M法 ? CTOD＝ ； Irwin法 ? CTOD＝ 。 S 準(zhǔn)則假設(shè)為： 裂紋沿 S最小的方向擴(kuò)展，即由 確定開裂方向： 當(dāng) 達(dá)到臨界值 Sc時(shí)，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展 。類裂紋產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力集中） ● 材料的理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度差多少？（ 1/4—1/50) ● Griffith 理論適用于什么材料？舉例說明。 復(fù) 習(xí) 與 考 試 復(fù)習(xí)重點(diǎn)： 概念與應(yīng)用性理論 考試方式： 開卷 考試題類型： 概念題（ 30），判斷題（ 30） 計(jì)算題（ 40） 請(qǐng)帶計(jì)算器 ?。?！第一章： 主要概念： ● 應(yīng)力是怎樣定義的？ ● 一點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變是什么量？ ● 什么樣的物體，受怎樣的載荷可以用平面應(yīng)力進(jìn)行分析？ ● 什么樣的物體，受怎樣的載荷可以用平面應(yīng)變進(jìn)行分析？ ● 什么叫主應(yīng)力和主平面？ ● 虎克定律描述的是什么關(guān)系？ ● 什么是應(yīng)力函數(shù)？ 應(yīng)力函數(shù)又叫 Airy函數(shù)，它是通過構(gòu)造一種應(yīng)力分量表達(dá)函數(shù)，用應(yīng)力求解平面問題，使其能夠同時(shí)滿足平衡方程、相容方程，進(jìn)而用應(yīng)力函數(shù)求解受力物體內(nèi)部一點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)。第二章： 主要概念： ● 為什么材料的實(shí)際強(qiáng)度比理論強(qiáng)度低很多？（缺陷。 ● 斷裂力學(xué)中把裂紋分成那幾種類型？它們的特點(diǎn)是什么？ ● 線彈性斷裂力學(xué)裂紋尖端有多大的奇異性？ ● 裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子表征什么？（裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)度，它是裂尖奇異性的量度） ● 什么是材料的斷裂韌度（含裂紋材料失穩(wěn)破壞時(shí)抵抗斷裂吸收能量的能力， K1c是材料常數(shù)） ● 什么叫應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂判據(jù)？它 與材料的最大拉應(yīng)力強(qiáng)度判據(jù)有什么不同？ ● K1c與 Kc有 什么區(qū)別？ ● K1c 與 K1有什么區(qū)別？各與什么因素有關(guān)？與什么因素?zé)o關(guān)？ ● 所有的應(yīng)力強(qiáng)度因子 K都可以表示成什么形式？ ● 平面應(yīng)力情況下 Kc 與厚度有什么關(guān)系 ● 什么是能量（應(yīng)變能）釋放率 G？能量釋放率 G與應(yīng)力強(qiáng)度因子 K有什么關(guān)系？ ● S準(zhǔn)則是怎樣描述的？ SC 與 K1c， K2c， K3c 有什么關(guān)系？ S 是裂尖附近總應(yīng)變能密度大小的量度，它綜合反映復(fù)合加載裂尖應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)弱程度的單一參數(shù) 。第三章： 主 要 概 念： ● Griffith 理論和 K理論是否可用于小范圍屈服的情況下？ ● Irwin 提出的等效裂紋長(zhǎng)度與 θ＝ 0 方向 原裂尖塑性區(qū) 的長(zhǎng)度有什么關(guān)系？ ● Dugdale裂紋的塑性區(qū)尺寸比 Irwin 裂紋塑性區(qū)尺寸大還是?。? ● Dugdale 裂紋考慮的是平面應(yīng)力還是平面應(yīng)變？ ● 考慮 Dugdale 裂紋模型得到的 CTOD表達(dá)式是什么？ ● CTOD法有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？ ● J 積分有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？
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