材料的力學性能(6)-閱讀頁
2024-11-02 16:22本頁面
【正文】 在韌性區(qū)， KIC可高達 150 MPa√m。 這類鋼的設計工作應力很低，往往在 200 MPa以下。 因用中低強度鋼制造構(gòu)件，在韌性區(qū)不會發(fā)生艙斷；即使出現(xiàn)裂紋，也易于檢測和修理。所以中低強度鋼在脆性區(qū)仍有脆斷的可能。 裂紋尖端塑性區(qū) 塑性區(qū)的形狀和尺寸 問題： 當 r→0 時， σx,σy,σz,τxy等各應力分量均趨于無窮大。 (平面應變 ) 在 x軸上， θ＝ 0，塑性區(qū)寬度為 (平面應力 ) (727) 圖 712 應力松弛后的塑性區(qū) 考慮到應力松弛的影響 , 裂紋尖端塑性區(qū)尺寸擴大了一倍。為使線彈性斷裂力學的分析 仍然適用 ，必須對塑性區(qū)的影響進行修正 (730) 按彈性斷裂力學計算得到的 σy分布曲線為 ADB，屈服并應力松馳后的 σy分布曲線為 CDEF, 此時的塑性區(qū)寬度為 R0(見圖 713)。這樣，線彈性斷裂力學的分析結(jié)果仍然有效。 平面應變斷裂韌性 KIC的測定具有更嚴格的技術(shù)規(guī)定。 在臨界狀態(tài)下，塑性區(qū)尺寸正比于 (KIC/)2。 測定 KIC時， 為保證裂紋尖端塑性區(qū)尺寸遠小于周圍彈性區(qū)的尺寸，即小范圍屈服并處于平面應變狀態(tài)，故對試件的尺寸作了嚴格的規(guī)定。 實驗教學錄象 高強度結(jié)構(gòu)材料斷裂韌性的提高，對保證構(gòu)件的安全，是很重要的。因此，要綜合考慮韌化技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟效益，以決定取舍。由圖看出，原裂紋尖端 O處要張開，張開位移量為 移就是 CTOD，即 δ。 圖 721 裂紋尖端張開位移 可見， δ與 KI， GI可以定量換算。 彈塑性條件下 CTOD的意義及表達式 對大范圍屈服， KI與 GI已不適用，但 CTOD仍不失其使用價值 . 圖 723 J積分的定義 J積分 J積分的意義和特性 如圖所示 ,設有一單位厚度 (B=1)的 I型裂紋體 ,逆時針取一回路 Γ，其所包圍的體積內(nèi)應變能密度為 ω,?；芈飞先我稽c作用應力為 T. )( dsTxudyJ ???????? ? （ 753） 在彈塑性條件下，如將應變能密度 ω定義為彈塑性應變能密度，也存在該式等號右端的能量線積分，稱為 J 積分。在線彈性條件下 可以證明，在彈塑性小應變條件下，也是成立的。 JI=GI=KI2/E, 或 JI=GI （ 754） ?)(1)1lim(aUBaUBJ ?????????（ 755） J積分也可用能量率的形式來表達 ，即在彈塑性小應變條件下，式 (754) 成立，這是用試驗方法測定 JIC的理論根據(jù)。 (a) 載荷位移曲線 (b)試樣 需要指出，塑性變形是不可逆的，因此求 J值必須單調(diào) 加載 ，不能有 卸載 現(xiàn)象。 正因為這樣，通常 J積分不能處理裂紋的連續(xù)擴張問題， 其臨界值只是開裂點，不一定是失穩(wěn)斷裂點 。 只要滿足上式，裂紋就會開始擴展，但不能判斷其是否失穩(wěn)斷裂。
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