材料力学第十四章..ppt

第十四章 材料的疲劳与断裂 §14-1 概 述 §14-2 材料的疲劳破坏特征及机理 §14-3 S—N曲线及疲劳极限的测定 §14-4 构件的疲劳极限 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 第十四章 材料的疲劳与断裂 §14-6 固体材料的理想断裂强度和应力判据 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-8 损伤容限设计 小 结 §14-1 概 述 §14-2 材料的疲劳破坏特征及机理 §14-2 材料的疲劳破坏特征及机理 §14-2 材料的疲劳破坏特征及机理 §14-2 材料的疲劳破坏特征及机理 §14-2 材料的疲劳破坏特征及机理 §14-3 S—N曲线及疲劳极限的测定 §14-3 S—N曲线及疲劳极限的测定 §14-4 构件的疲劳极限 §14-4 构件的疲劳极限 §14-4 构件的疲劳极限 §14-4 构件的疲劳极限 §14-4 构件的疲劳极限 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-5 基于疲劳极限的无限寿命设计法 §14-6 固体材料的理想断裂强度和应力判据 §14-6 固体材料的理想断裂强度和应力判据 §14-6 固体材料的理想断裂强度和应力判据 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-7 应力强度因子与断裂韧性 §14-8 损伤容限设计 §14-8 损伤容限设计 §14-8 损伤容限设计 §14-8 损伤容限设计 小 结 应力循环特征、应力幅、平均应力的概念及常见的循环特征； S—N曲线及材料的疲劳极限概念； 影响构件疲劳极限的因素； 基于疲劳极限的无限寿命设计法，折线疲劳极限曲线； 疲劳扩展寿命计算； 小 结 交变应力就是交变载荷产生的吗？ 金属疲劳破坏的机理、特点及形成过程； 会计算给定交变应力的循环特征、平均应力及应力幅； 何谓材料的疲劳极限，同一材料的疲劳极限是否只有一个值； 简述提高构件疲劳强度的措施； 小 结 试指出下列概念的异同： 1)交变应力的smax与材料的疲劳极限； 2)材料的疲劳极限与材料的强度极限； 3)材料的疲劳极限与构件的疲劳极限； 4)交变应力的许用应力与静载时的许用应力； 1．断裂强度的理论值(固体物理)： 大多数固体材料： 二、固体材料的理想断裂强度 2．实际断裂强度： 3．大量的小缺陷→严重应力集中； E：弹性模量；g：表面能 b0：吸力和斥力平衡时原子间距 将缺陷简化成椭圆孔(1913年Inglis) 1．无限大板椭圆孔受均匀拉伸： 2．断裂条件： s s A 2a 2b 3．外加应力s为： 4．用原子间距b0代替r，且 a/r1，则： 三、固体材料的实际强度 5．若宏观裂纹长度 ，则 一、裂纹的分类 I型裂纹 1．张开型(I型，Opening Mode )裂纹 在垂直于裂纹面的拉应力作用下，裂纹上下表面产生垂直于裂纹面的位移 2．滑移型(II型， Sliding Mode )裂纹 II型裂纹 在平行于裂纹面而与裂纹尖端线垂直的切应力作用下，裂纹面产生沿裂纹面相对滑动位移(位移平行切应力方向) 一、裂纹的分类 3．撕裂型(III型，Anti-plane Shear Mode )裂纹 在平行于裂纹面及裂纹尖端线的切应力作用下，裂纹面产生沿裂纹面外相对滑动位移(位移平行切应力方向) III型裂纹 4．多数裂纹为复合型裂纹，I型裂纹最常见、最危险、最重要。 s s 2a 1．裂尖附近应力场(弹性理论)： y q r O x A 2．应力强度因子： 衡量裂尖区域应力强弱程度的主要参数，量纲：[力]·[长度]-3/2 sx sy txy A 二、I型裂纹的应力强度因子 3．用KI表示的裂尖附近应力场： 适用于所有的I型裂纹，只是KI不相同 4．KI的一般形式： a