工程斷裂力學(xué)第一章-閱讀頁(yè)
2024-09-30 20:58本頁(yè)面
【正文】 裂，在斷裂前往往有大量的塑性變形。金、銀比低強(qiáng)度鋼更容易產(chǎn)生塑性變形，但是因?yàn)閺?qiáng)度太低，因此吸收能量的能力還是不高的。 脆性與韌性的轉(zhuǎn)變 原因：應(yīng)力狀態(tài)、溫度和微觀斷裂機(jī)制 但是脆性斷裂和韌性斷裂的劃分不能單考慮韌度高低這個(gè)因素。 脆性斷裂 如圖所示的一個(gè)帶環(huán)形尖銳切口的低碳鋼圓棒，受到軸向拉伸載荷的作用，在拉斷時(shí)，沒(méi)有明顯的頸縮塑性變形，斷裂面比較平坦，而且基本與軸向垂直，這是典型的脆性斷裂。 韌性斷裂 反過(guò)來(lái)說(shuō)，若斷裂前的切口根部發(fā)生了塑性變形，剩余截面的面積縮小（既發(fā)生頸縮）， 段口可能呈鋸齒狀 ，這種斷裂一般是韌性斷裂。 象金、銀的圓棒試樣，破壞前可頸縮至一條線那樣細(xì)，這種破壞是 大塑性破壞 ，不能稱為韌性斷裂。脆性斷裂的發(fā)生是比較突然的，裂紋開(kāi)始擴(kuò)展的啟裂點(diǎn)與裂紋擴(kuò)展失去控制的失穩(wěn)斷裂點(diǎn)非常接近。 韌性斷裂的載荷與變形量關(guān)系如圖所示，有較長(zhǎng)的非線性階段，啟裂后，裂紋可以緩慢地?cái)U(kuò)展一段時(shí)間，除非變形量增到失穩(wěn)裂點(diǎn)，否則就不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)斷裂。 彈塑性斷裂力學(xué) （ elastic－ plastic fracture mechanics） 則是彈塑性力學(xué)的一門分支 ， 它解決韌性斷裂問(wèn)題 。 它們?cè)诠こ躺系膽?yīng)用越來(lái)越廣泛 ， 并且取得了巨大的成功 。在原子物理方面 （ 108米以下 ） 的斷裂研究比較少較困難 。 從 104到 100米就是斷裂力學(xué)的研究范圍 ， 包括小至高度強(qiáng)度合金的裂端塑性區(qū) ， 大至斷裂力學(xué)實(shí)驗(yàn)試樣 ， 更大的尺寸就完全屬于工程范圍 。 亞臨界裂紋擴(kuò)展和斷裂后失穩(wěn)擴(kuò)展的主要區(qū)別，在于前者不但擴(kuò)展速度較慢，而且如果除去使裂紋擴(kuò)展的因素（例如卸載），則裂紋擴(kuò)展可以立即停止，因而零構(gòu)件仍然是安全的；失穩(wěn)擴(kuò)展則不同，擴(kuò)展速度往往高達(dá)每秒數(shù)百米以上，就是立即卸載也不一定來(lái)得及防止最后的破壞。為了確定某種材料何時(shí)才發(fā)生失穩(wěn)斷裂，我們必須測(cè)量斷裂韌度。 關(guān)于 亞臨界裂紋 由亞臨界裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)可以推測(cè)出此材料允許存在的微小缺陷以及零構(gòu)件達(dá)到壽命。 為什么要研究靜止裂紋、亞臨界裂紋和失穩(wěn)擴(kuò)裂紋？相應(yīng)能解決什么問(wèn)題？ 課外作業(yè) ? 觀察并記錄帶有裂紋的橡皮筋、建筑用鋼筋、有機(jī)玻璃的長(zhǎng)條形試件在受拉時(shí)的載荷 — 變形量關(guān)系。
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