第四章金属的断裂韧度PPT课件
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第四章金属的断裂韧度断裂是工程上最危险的换效形式。
特点:(a)突然性或不可预见性;(b)低于屈服力,发生断裂;(c)由宏观裂扩展引起。
•••工程上,常采用加大安全系数;浪费材料。
但过于加大材料的体积,不一定能防止断裂。
•••发展出断裂力学断裂力学的研究范畴:把材料看成是裂纹体,利用弹塑性理论,研究裂纹尖端的应力、应变,以及应变能力分布;确定裂纹的扩展规律;建立裂纹扩展的新的力学参数(断裂韧度)。
主要内容:含裂纹体的断裂判据。
固有性能的指标一断裂韧性:用来比较材料拉断能力,K C ,G IC , J IC, S C。
用于设计中:K IC 已知,b,求a maxK IC已知,a c已知,求b构件承受最大承载能力。
K IC已知,a已知,求b。
讨论:K C的意义,测试原理,影响因素及应用。
§ 4-1线弹性条件下的断裂韧度一、裂纹扩展的基本形式1、张开型(I型)2、滑开型(II型)3)撕开型(III型)裂纹的扩展常常是组合型,I型的危险性最大二、应力场强度因子KI和断裂韧度K C。
1、裂纹尖端应力场,应力分析耳=---------- cos —耳(加严2旺=---------- COS —. e e邸—⑵^严2 2(应力分量,极座标)1 -sin —sin —2 21+ sin—sm 一2 2鼻輩用*11三弹母案0 U①应力场离裂纹尖端为(尸,占)的一点的应力:平面应力(T x=0平面应变T x=U(T x+ T y)对于某点的位移则有平面应力情况下'''-' '1平面应变情况时址■了-斗创上式为平面应变状态,位移分量。
越接近裂纹尖端(即r越小)精度越高;最适合于②应力分析在裂纹延长线上,(即v的方向)B =0r<<a情况。
xyki.2 r拉应力分量最大;切应力分量为0;•••裂纹最易沿X轴方向扩展。
2、应力场强度因子KK, .2 rK可以反映应力场的强弱。