1-3第三节 能量释放率
- 格式:ppt
- 大小:211.00 KB
- 文档页数:4
断裂准则与有限元模拟石腾飞工程力学1班20114526摘要经过一个学期疲劳与断裂的课程学习,我们已经理解了这门课的基本思想,掌握了疲劳与断裂问题的前后关系以及各自相应的扩展准则,熟悉了其在工业设计中的设计应用,对疲劳与断裂学科的前沿研究方向以及存在的挑战问题也有所了解。
这次报告中主要以断裂力学中的断裂准则为方向,结合有限元工具计算相应的断裂例子,比较不同准则的区别于联系以及适用条件。
关键字断裂力学断裂准则有限元引言如今工程结构的大型化以及许多焊接的应用、土木工程的快速发展、材料的高强度化等需求促进了存在缺陷材料或结构力学性能等方面的研究,发展出一个新的固体力学分支,即断裂力学。
在国民工业生产中利用断裂力学做设计原则充分的节约了资源,提高效率,保证生产安全,极大的促进了经济的发展。
断裂力学研究带裂纹体的强度和裂纹扩展规律的科学,主要研究结构中裂纹的几何形状、外加载荷、材料性质之间的相互关系,确定相应的准则来判断裂纹是否扩展以及扩展速率。
断裂力学起源于二十世纪初发展到现在,还处在不断发展与完善的阶段,具有前沿性和挑战性的研究方向。
断裂力学有不同的分类方法,根据所研究的引起材料断裂的载荷性质,可分为断裂(静)力学和断裂动力学;根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小,可分为线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学和塑性断裂力学。
断裂力学的任务是:求得各类材料的断裂韧度;确定物体在给定外力作用下是否发生断裂,即建立断裂准则;研究载荷作用过程中裂纹扩展规律;研究在腐蚀环境和应力同时作用下物体的断裂问题。
在下文中我们主要以裂尖塑性区的大小分类讨论,主要研究其中的断裂准则问题,比较不同断裂准则的区别与联系。
1.线弹性断裂力学线弹性断裂力学认为,材料和构件在断裂以前基本上处于弹性范围内(容许裂尖有局部微小塑性区),可以把物体视为带有裂纹的弹性体,应用线弹性理论研究物体裂纹扩展规律和断裂准则。
线弹性断裂力学可用来解决脆性材料的平面应变断裂问题,适用于大型构件(如发电机转子、较大的接头、车轴等)和脆性材料的断裂分析。
爆炸计算液化⽓体与⾼温饱和⽔爆破事故后果模拟分析液化⽓体和⾼温饱和⽔⼀般在容器内以⽓液两态存在,当容器破裂发⽣爆炸时,除了⽓体的急剧膨胀做功外,还有过热液体激烈的蒸发过程。
在⼤多数情况下,这类容器内的饱和液体占有容器介质重量的绝⼤部分,它的爆破能量⽐饱和⽓体⼤得多,⼀般计算时不考虑⽓体膨胀做的功。
过热状态下液体其伤亡半径、财产损失半径计算如下:1、盛装过热液体容器爆破事故计算模型 1.1爆破能量的计算(1)过热状态下液体在容器破裂时释放出的爆破能量m T S S i i E b l ])()[(2121---= (1-1)式中:l E ——过热状态下液体的爆破能量,KJ1i ——爆破前液化⽓体的焓,KJ/Kg 2i ——在⼤⽓压⼒下饱和液体的焓,KJ/Kg1S ——爆破前饱和液体的熵,KJ/(Kg ·K ) 2S ——在⼤⽓压⼒下饱和液体的熵,KJ/(Kg ·K ) m ——饱和液体的质量,Kg T b ——介质在⼤⽓压⼒下的沸点,K(2)饱和⽔容器爆破能量V C E w w =式中:w E ——饱和⽔容器的爆破能量,KJV ——容器内饱和⽔所占容积,m 3w C ——饱和⽔爆破能量系数,KJ/m 3饱和⽔的爆破能量系数由压⼒决定,下表列出了常⽤压⼒下饱和⽔容器的爆破能量系数。
常⽤压⼒下饱和⽔容器的爆破能量系数表1-11.2将爆破能量换算成TNT 当量q爆破能量换算成TNT 当量q 。
因为1KgTNT 爆炸所放出的爆破能量为4320~4836KJ/Kg ,⼀般取平均爆破能量为4500KJ/Kg ,故其关系为:4500l TNT l Eq E q ==(1-2)1.3爆炸的模拟⽐实验数据表明,不同数量的炸药发⽣爆炸时,如果距离爆炸中⼼的距离R 之⽐与炸药量q 三次⽅根之⽐相等,则所产⽣的冲击波超压相同,⽤公式表⽰如下:α==310)(q qR R 则0p p ?=? (1-3)式中 R ——⽬标与爆炸中⼼的距离 R 0——⽬标与基准爆炸中⼼的距离 q 0——基准爆炸能量,TNT 当量q ——爆炸时产⽣冲击波所消耗的能量,TNT 当量,kg p ?——⽬标处的超压,MPa0p ?——基准⽬标处的超压,MPaα——炸药爆炸试验的模拟⽐根据式(1-3)拨破能量与1000KgTNT 爆炸的模拟⽐为:31313101.0)1000()(q q q q ===α(1-4)1.4 1000KgTNT 爆炸时死伤半径、财产损失半径的计算超压准则认为,只要冲击波超压达到⼀定值便会对⽬标造成⼀定的破坏或损伤。
运动生理学复习要点绪论1.运动生理学的研究对象:运动生理学是研究人体在一次运动练习(急性练习)或反复运动中(慢性运动或训练)的功能发展变化规律的科学。
任务:为引导人们合理地进行健身锻炼,科学地组织体育教学和运动训练,提供科学依据。
目的:以实现健康促进和提高体适能和运动成绩的目的。
2.生命的基本特征:⑴细胞是生命的基本单位(除病毒外)⑵新陈代谢、生长和运动是生命的本能⑶生命通过繁衍而延续⑷生物既有个体发育和系统进化的历史⑸生物对外界可产生应激反应和自我调节、对环境具有适应性。
3.人体机能的调节:⑴神经调节:基本方式是反射。
所谓反射,是指在中枢神经系统的参与下,机体对内、外环境变化产生的适应性反应。
实现反射的基础是反射弧,包括感受器、传入神经、中枢神经、传出神经、效应器5个环节。
⑵体液调节:一般是指由内分泌腺和散在某些器官的内分泌细胞分泌出称之为激素的化学物质,通过血液循环,运送到全身某一器官,调节它们的功能活动。
⑶自身调节:是指内外环境变化时,器官、组织、细胞自身不依赖于神经或体液调节而产生的适应性反应。
第一章肌肉的活动第一节肌肉的兴奋和收缩1.肌肉的活动是通过肌肉的收缩和舒张实现的。
2.肌肉的基本组织:包括肌组织(肌纤维)、结缔组织、神经组织、血管网,其中肌组织是收缩的功能,结缔组织是弹性成分,其他组织具有调节、支持和弹性作用。
3.运动单位:一个运动神经元连同它的全部神经末梢所支配的肌纤维,从功能上看是一个肌肉活动的基本功能单位。
4.大运动神经元发出的髓鞘神经纤维粗大,传导冲动的速度快,轴突末梢大而扁平,与肌肉接触的面积大。
5.小运动神经元发出的髓鞘神经纤维比较细,传导冲动的速度慢,其轴突末梢成圆形,与肌肉接触面积小。
6.全或无原则:在肌肉收缩时,若刺激的强度足够引起某一运动神经元兴奋而发出冲动时,该运动单位的全部肌纤维都同时参加收缩活动。
若刺激过弱而不足引起某运动单位的运动神经元兴奋而无冲动发出时,则该运动单位的全部肌纤维无一参与收缩活动,这称为运动单位活动的“全或无”原则。